JP3655157B2 - 磁気記録装置、磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents
磁気記録装置、磁気記録媒体およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3655157B2 JP3655157B2 JP37306099A JP37306099A JP3655157B2 JP 3655157 B2 JP3655157 B2 JP 3655157B2 JP 37306099 A JP37306099 A JP 37306099A JP 37306099 A JP37306099 A JP 37306099A JP 3655157 B2 JP3655157 B2 JP 3655157B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- layer
- magnetic recording
- recording medium
- nonmagnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Magnetic Record Carriers (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報の記録・再生を行なうための磁気記録装置および磁気記録媒体ならびにその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のコンピュータの処理速度向上に伴って、情報の記憶・再生を行なう磁気記憶装置（ＨＤＤ）には高速・高密度化が要求されている。しかしながら、高密度化には物理的な限界がある。
【０００３】
磁気ディスク装置では、高密度記録を行なうためには磁性体層に記録される磁区を小さくする必要がある。小さな記録磁区を磁気的に識別するためには磁区間の境界が滑らかであることが必要であり、そのためには磁区を構成する磁性粒子を微小化する必要がある。また、高密度記録を行なうためには磁性体層の膜厚も小さくする必要があり、従って磁性体層の各磁区を構成する磁性粒子の体積は小さくなる。
【０００４】
しかし、磁性粒子を微小化すると、各磁性粒子の有する磁気異方性エネルギー（磁気異方性エネルギー密度×磁性粒子体積）が熱揺らぎエネルギーよりも小さくなってしまう可能性がある。磁性粒子の磁気異方性エネルギーが熱揺らぎエネルギーよりも小さくなってしまうと、熱揺らぎによって任意の位置の磁性粒子が反転しまうために媒体ノイズが増加してＳ／Ｎ比が低下するだけでなく、もはや磁区を保持することができなくなる。熱揺らぎによる磁化の反転の程度は、磁気異方性エネルギーと熱揺らぎエネルギーとの間のエネルギー差に対して指数的に変化する。つまり、磁気異方性エネルギーが熱揺らぎエネルギーよりもわずかに大きくなるように個々の磁性粒子の粒径を調整すれば、熱揺らぎによるＳ／Ｎ比の低下および磁化の反転を実用上避けることができる。従って、磁性粒子の粒径を調整してＳ／Ｎ比の低下および磁化の反転を防ぐためには、個々の磁性粒子の粒径をできるだけ小さくするとともに、粒径のばらつきをできる限り小さくして不必要に粒径の小さな磁性粒子が存在しないようにすることが必要である。
【０００５】
しかしながら、従来行われてきたようなスパッタ法によって磁性体の連続薄膜を作製する方法では、磁性粒子の粒径を直接的に調整することができず、磁性粒子を一様に小さくすることは困難であった。また、スパッタ法で磁性体の連続薄膜を作製する代わりに、半導体プロセス等の研究で使われている電子線描画によって磁性体薄膜を直接加工することも行われている。これは、磁性材料を電子線によって人工的に「切る」ことによって磁性粒子を作製するため、粒径および粒径のばらつきが小さな磁性粒子を作製することができる。また、電子線描画を使ってディスク全面にわたりコヒーレントに磁性粒子を配列させたような場合には、通常のランダムに磁性粒子が配置している場合に比べて、磁化転移部から来るノイズやジッタ、サイドライティング等の問題が小さくなることが報告されている（Ｒ．Ｗｈｉｔｅ：Ｄａｔａ Ｓｔｏｒａｇｅ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９７，ｐ．５５）。しかしながら、電子線描画はコストおよび時間がかかるため、磁気記録媒体を低コストで大量生産する用途には適用できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、Ｓ／Ｎ比を向上させ高密度記録を行うことが可能な磁気記録装置および磁気記録媒体ならびにその製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気記録装置は、基板上に形成された磁気記録層を有する磁気記録媒体と、前記磁気記録層に形成されたトラック上に記録セルを形成することにより情報を記録する記録ヘッドと、前記磁気記録層に記録された情報を再生する再生ヘッドとを有し、前記磁気記録層は非磁性母材中に磁性粒子が分散され、前記磁気記録層の表面で前記磁性粒子が規則的に配列した複数の粒子配列領域が形成された構造を有し、前記粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは前記再生ヘッドのトラック幅の１／５以上であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の磁気記録装置は、基板上に形成された磁気記録層を有する磁気記録媒体と、前記磁気記録層に形成されたトラック上に記録セルを形成することにより情報を記録する記録ヘッドと、前記磁気記録層に記録された情報を再生する再生ヘッドとを有し、前記磁気記録層は磁性母材中に非磁性粒子が分散され、前記磁気記録層の表面で前記非磁性粒子が規則的に配列した複数の粒子配列領域が形成された構造を有し、前記粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは前記再生ヘッドのトラック幅の１／５以上であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の磁気記録媒体は、基板と、基板上に形成された磁気記録層を有し、前記磁気記録層に形成されたトラック上に記録セルを形成することにより情報が記録されるものであって、前記磁気記録層は非磁性母材中に磁性粒子が分散され、その表面で前記磁性粒子が規則的に配列した複数の粒子配列領域が形成された構造を有し、前記粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは磁気記録層上に形成されたトラック幅の１／５以上であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の磁気記録媒体は、基板と、基板上に形成された磁気記録層を有し、前記磁気記録層に形成されたトラック上に記録セルを形成することにより情報が記録されるものであって、前記磁気記録層は磁性母材中に非磁性粒子が分散され、その表面で前記非磁性粒子が規則的に配列した複数の粒子配列領域が形成された構造を有し、前記磁性母材は互いに２ｎｍ以下の平均間隔で隔てられた複数の磁性結晶粒子で構成され、前記非磁性粒子は１ｎｍ以上の平均粒径を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性層上にブロックコポリマー層を形成する工程と、前記ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程と、海島構造を有するブロックコポリマー層を通して前記非磁性基板をエッチングする工程と、前記非磁性基板のエッチング領域に磁性層を堆積する工程と、残留ポリマー層およびその上の磁性層をリフトオフする工程とを具備したことを特徴とする。この方法において、非磁性層は非磁性基板を含むものとする。
【００１２】
本発明の他の磁気記録媒体の製造方法は、基板上に下地層を形成する工程と、前記下地層上に非磁性層を形成する工程と、前記非磁性層上にブロックコポリマーを形成する工程と、前記ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程と、海島構造を有するブロックコポリマー層を通して前記非磁性層をエッチングする工程と、前記非磁性層のエッチング領域に磁性層を堆積する工程と、残留ポリマー層およびその上の磁性層をリフトオフする工程とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の磁気記録媒体の製造方法は、基板上に磁性層を形成する工程と、前記磁性層上にブロックコポリマー層を形成する工程と、前記ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程と、海島構造を有するブロックコポリマー層を通して前記磁性層をエッチングする工程と、前記磁性層のエッチング領域に非磁性層を堆積する工程と、残留ポリマー層およびその上の非磁性層をリフトオフする工程とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の磁気記録媒体の製造方法は、基板上に連続非磁性膜を形成する工程と、前記連続非磁性膜上に、配列された開口を有する自己組織化マスクを配置する工程と、前記マスクを通して前記連続非磁性膜をエッチングして前記連続非磁性膜中に配列された孔を形成する工程と、前記連続非磁性膜中に形成された孔中に磁性体を堆積して磁性粒子を形成する工程とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明を詳しく説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る磁気記録装置の一例を示す斜視図である。磁気ディスク１００はスピンドル１０１に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより回転する。一方、アクチュエータアーム１０２が固定軸１０３に取り付けられ、サスペンション１０４およびその先端のヘッドスライダ１０５を支持している。磁気ディスク１００が回転すると、ヘッドスライダ１０５の媒体対向面は磁気ディスク１００の表面から所定量浮上した状態で保持され、情報の記録／再生を行う。アクチュエータアーム１０２の基端にはリニアモータの１種であるボイスコイルモータ１０６が設けられている。ボイスコイルモータ１０６はアクチュエータアーム１０２のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルとこのコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とを含む。アクチュエータアーム１０２は固定軸１０３の上下２個所に設けられた図示しないボールベアリングによって支持され、ボイスコイルモータ１０６により回動するようになっている。
【００１７】
図１に示した磁気ディスク１００のような磁気記録媒体は、基板上に磁気記録層が形成された構造を有する。基板と磁気記録層との間には下地層（シード層）が形成されていてもよい。磁気記録層上には保護層が形成されていてもよい。磁気記録層の表面に形成されたトラック上に記録セルが形成されることにより情報が記録される。
【００１８】
図２に本発明の磁気記録装置における媒体と記録／再生ヘッドとの位置関係を模式的に示す。図２ではディスク表面の一部に形成された１つのトラック５０を示している。トラック５０はトラック幅Ｗｔを有する。ヘッドスライダー１０５の先端部には記録／再生ヘッド６０が形成されている。ディスクの回転によりヘッドスライダー１０５がディスクとの間に一定距離を保って浮上し、記録／再生ヘッド６０はディスクに対して相対的に移動する。記録ヘッドから発せられる磁界によりトラック５０上に一連の記録セル（記録磁区）５５が形成され、情報が記録される。一方、再生ヘッドがトラック５０上に形成された記録セル５５を走査することにより、記録された情報が再生される。
【００１９】
図３に再生ヘッドおよび記録ヘッドのトラック幅の関係を模式的に示す。図３において、６１ａおよび６１ｂは再生ヘッドの磁極、６２ａおよび６２ｂは記録ヘッドの磁極を示す。図３に示すように、再生ヘッドのトラック幅Ｗｒは記録ヘッドのトラック幅Ｗｗよりも狭くなっている。これは、トラック端における磁区の乱れが再生信号に及ぼす影響を除くためである。
【００２０】
図４は、本発明に係る磁気記録媒体の一例を示す平面図である。この磁気記録媒体を構成する磁気記録層は、非磁性母材３１中に磁性粒子３２が分散した構造を有する。磁気記録層の表面には非磁性母材３１中に磁性粒子３２が規則的に配列した複数の粒子配列領域（ドメイン）１が形成されている。各粒子配列領域１内では磁性粒子３２が一定の配列軸２に沿って配列されている。ここで、配列軸とは、隣接する磁性粒子間の距離が最も小さい粒子どうしを結んだ軸である。磁性粒子３２が三角格子状に配列されているときには、３方向に向く配列軸２が存在する。１つの配列軸２上には３個以上の磁性粒子３２が配置されている。
【００２１】
図４に示した本発明の磁気記録媒体においては、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさが、磁気記録層上に形成されたトラック幅の１／５以上である。図４の磁気記録媒体を用いた本発明の磁気記録装置においては、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさが、再生ヘッドのトラック幅の１／５以上である。
【００２２】
磁性粒子３２を形成する材料には、飽和磁化Ｉｓが大きくかつ磁気異方性が大きいものが適している。このような磁性金属材料としては、例えばＣｏ、Ｐｔ、Ｓｍ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂｉ、およびＡｌならびにこれらの金属の合金からなる群より選択される少なくとも１種が用いられる。これらの磁性金属材料のうちでは、結晶磁気異方性の大きいＣｏ基合金、特にＣｏＰｔ、ＳｍＣｏ、ＣｏＣｒをベースとしたものがより好ましい。具体的には、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｐｔ、Ｃｏ、Ｆｅ、などである。また、これらの他にも、Ｔｂ−Ｆｅ、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｔｂ−Ｃｏ、Ｇｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｇｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、ＰｔＭｎＳｂ、ＦｅＰｔ、Ｃｏフェライト、Ｂａフェライト等の、Ｃｏ基合金、希土類−遷移金属合金、規則合金、磁性酸化物などから幅広く選択することができる。飽和磁化、保磁力等の磁気特性を制御する目的で、上記の磁性体にさらにＦｅ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つ以上の元素と合金化させてもよい。また、これらの金属または合金に、磁気特性を向上させるための添加物、例えばＣｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｖ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｂ等、またはこれらの元素と、酸素、窒素、炭素および水素からなる群より選ばれる少なくとも一つの元素との化合物を加えてもよい。
【００２３】
非磁性母材としては、一般式Ｍ−Ｇで表される化合物、あるいは炭素原子、有機物等が挙げられる。ここで、ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｉｎ、ＳｎおよびＢからなる群より選択される少なくとも１つの元素、Ｇは酸素、窒素および炭素からなる群より選択される少なくとも１つの元素である。具体的には、Ｃ、Ｓｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ｚｒ−Ｏ、Ｔｉ−Ｏ、Ｔａ−Ｏ、Ｉｎ−Ｏ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｉｎ−Ｎ、Ｂ−Ｎ、Ｓｉ−Ｃ、Ｔｉ−Ｃ、Ｂ−Ｃ、ＳｉＡｌ−ＯＮ、Ｓｉ−ＯＮ、ＡｌＴｉ−ＯＣ、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ、テフロンなど、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、有機物から幅広く選択できる。もちろん、これらの母材にさらに非磁性の元素（特定の結晶構造を持つバルクでは磁性体となる材料であっても添加状態では非磁性となる元素も含む）を添加してもよい。この場合、添加元素が母材中に固溶していても構わないし、相分離した状態であっても構わない。また、添加元素が微粒子となって母材中に存在していても構わない。
【００２４】
粒子配列領域１の形状はどんなものであっても構わない。また、粒子配列領域１間の境界がある大きさを有する遷移領域、すなわち配列軸が乱れている領域となっていても構わない。粒子配列領域１内部の磁性粒子３２の配列の度合いは、例えば、配列軸２が必ずしも磁性粒子３２の中心部を通過しない、といったある程度の乱雑さを含んでいても構わない。
【００２５】
本発明において、磁性粒子３２が規則的に配列されているということは、最近接磁性粒子間距離の分布の全半値幅（ＦＷＨＭ）が最近接磁性粒子間の平均距離の±４０％以下であることを意味する。
【００２６】
磁気記録媒体が持つ磁気異方性は、面内方向でも垂直方向でも構わない。面内媒体であれば、現行の記録再生システムがそのまま使えるので好ましい。また、垂直媒体であれば、磁性粒子３の体積を大きくすることができるので磁気異方性エネルギーが大きくなり、その結果熱揺らぎの問題が発生しにくく好ましい。
【００２７】
磁性粒子が配列している媒体では、従来の磁性粒子がランダムに配置している媒体に比べて、磁化転移部に起因するノイズやジッタ、サイドライティング等の問題が小さくなることが報告されている（Ｒ．Ｗｈｉｔｅ：Ｄａｔａ Ｓｔｏｒａｇｅ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９７，ｐ．５５）。しかし、この文献で想定しているのはディスク全面にわたりコヒーレントに磁性粒子が配列している媒体であり、電子線描画によるパターニングを用いない限り、このような媒体は作製不可能である。
【００２８】
本発明に係る磁性粒子が配列した磁気記録媒体は、後述するように例えばブロックコポリマーの自己組織化現象（相分離現象）を利用して製造される。ブロックコポリマーの自己組織化現象を利用する場合、大面積にわたって磁性粒子が同じ方向に配列している磁気記録媒体を得るのが一般に困難である。なぜならば、不純物、ダスト、基板の欠陥等の外乱要因が存在するためである。このような外乱要因が存在する結果、磁性粒子が同じ方向に配列する複数の粒子配列領域が媒体上に存在し、粒子配列領域間の配列方向は異なることになる。
【００２９】
本発明に係る磁気記録装置または磁気記録媒体において、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは、再生ヘッドのトラック幅の１／５以上、または磁気記録層上に形成されたトラック幅の１／５以上である。これは、本発明者らが、上記のような構成を有する本発明の磁気記録媒体では、所定の条件で評価したエラーレートが、磁性粒子がランダムに配列している従来の媒体の９０％に低減されることを実験により見出したことによる。
【００３０】
図４に示す本発明の磁気記録媒体においては、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは、トラック幅の３倍以上であることが好ましい。本発明者らは、トラック幅方向の粒子配列領域がこのような大きさであると、単一周波数で記録した状態での媒体ノイズが９０％に低減されることを実験によって見出している。また、本発明者らは、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさがさらに大きくなるにつれて、媒体ノイズを低減する効果があることも実験によって見出している。媒体ノイズが低減することはＳ／Ｎ比の向上をもたらすため、熱揺らぎを起こさない同様のランダム磁性粒子媒体よりも、記録密度を向上させた磁気記録媒体を得ることができる。ただし、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさがトラック幅よりも大きいと、転移幅の揺らぎは粒子配列領域内では一定であるが、粒子配列領域間では異なってくる。この影響は、転移ジッターとして現れる傾向がある。
【００３１】
なお、エラーレートは、符号化方法など、システムの諸特性に強く依存する。したがって、適用しようとするシステムで要求される媒体ノイズおよびエラーレートを考慮して、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさを、トラック幅の１／５以上の範囲の大きさで適宜設計することが好ましい。
【００３２】
本発明に係る磁気記録媒体では、磁性粒子３２の平均粒径が２ｎｍ以上であり、磁性粒子間の平均間隔が１ｎｍ以上であることが好ましい。現実的に得られる磁気異方性エネルギーから考えて、磁性粒子３２の粒径が２ｎｍよりも小さいと安定な磁化状態を保つのが難しい。また、磁性粒子３２間の平均間隔が１ｎｍ以上でないと交換相互作用により隣接する磁性粒子３２の間で磁化反転が引き起こされ、磁性粒子３２が配列した効果が得られなくなってしまうため好ましくない。なお、磁性粒子３２がその周縁部に非磁性の殻を持つような微細構造を持つ場合には、磁性粒子３２間の距離には当然この殻の部分の厚さが含まれる。
【００３３】
図５は、本発明に係る磁気記録媒体の他の例を示す平面図である。この磁気記録媒体を構成する磁気記録層は、磁性母材３３中に非磁性粒子３４が分散した構造を有する。磁性母材３３は磁性結晶粒子を含む。磁性母材３３内において、磁性結晶粒子の結晶方向は互いに異なっていてもよい。磁気記録層の表面には磁性母材３３中に非磁性粒子３４が規則的に配列した複数の粒子配列領域３が形成されている。各粒子配列領域３内では非磁性粒子３４が一定の配列軸４に沿って配列されている。非磁性粒子３４が三角格子状に配列されているときには、３方向に向く配列軸４が存在する。１つの配列軸４上には３個以上の非磁性粒子３４が配置されている。
【００３４】
本発明に係る磁気記録媒体においては、磁性母材３３を構成する磁性結晶粒子間の平均間隔が２ｎｍ以下であり、非磁性粒子３４の平均粒径が１ｎｍ以上である。磁性母材３３を構成する磁性結晶粒子は、それらの間の平均間隔が２ｎｍ以下であるため、互いに交換相互作用を及ぼしあっている。一方、非磁性粒子３４は１ｎｍ以上の平均粒径を有するため、磁性結晶粒子間の交換相互作用を切断するか、十分に弱めることができる。このため、記録動作により磁性母材３３中に形成される磁壁は非磁性粒子３４の位置でピンニングされて停止する。したがって、磁気記録層上に形成される反転磁区の形状の乱れが少なくなり、媒体ノイズを小さくできる。
【００３５】
磁性母材３３の材料は、図４に示した磁性粒子３１の材料と同様である。非磁性粒子３４の材料は、図４に示した非磁性母材３２の材料と同様である。粒子配列領域３の形状はどんなものであっても構わない。また、粒子配列領域３間の境界にある大きさを有する遷移領域が形成されていてもよい。粒子配列領域３内部の非磁性粒子３４の配列の度合いは、例えば、配列軸４が必ずしも非磁性粒子３４の中心部を通過しない、といったある程度の乱雑さを含んでいても構わない。本発明に必要な配列の度合いは例えば、空間のＦＦＴ分析を行なった結果において、最低限、局所的なスポットが見える程度であればよい。磁性母材３３が持つ磁気異方性は、面内方向でも垂直方向でも構わない。面内媒体であれば、現行の記録再生システムがそのまま使えるので好ましい。また、垂直媒体であれば、反磁界が反転磁区の形成を助ける方向に作用するので、高密度記録が可能となり好ましい。
【００３６】
図５に示す媒体において非磁性粒子１０を配列させるプロセスは、図４に示す媒体の磁性粒子３を配列させるプロセスと同様に、後述するブロックコポリマーの自己組織化現象を用いる。このため、前述したように、複数の粒子配列領域が生じる。
【００３７】
図５に示す本発明の磁気記録媒体においては、粒子配列領域３のトラック幅方向の大きさが、磁気記録層上に形成されたトラック幅の１／５以上であることが好ましい。図５の磁気記録媒体を用いた本発明の磁気記録装置においては、粒子配列領域３のトラック幅方向の大きさが、再生ヘッドのトラック幅の１／５以上であることが好ましい。
【００３８】
これは、本発明者らが、上記のような構成を有する磁気記録媒体では、所定の条件で評価したエラーレートが、磁性粒子がランダムに配列している従来の媒体の９０％に低減されることを実験により見出したことによる。非磁性粒子３４によって磁壁がピンニングされる結果、磁壁の形状がほぼ直線になるため、図４のように規則的に配列した磁性粒子３２を有する媒体の場合とほとんど同じ形状の記録セルが形成される。この結果、図４に示す媒体と同様な傾向が得られるものと推定される。
【００３９】
また、媒体ノイズを低減する観点からは、粒子配列領域３のトラック幅方向の大きさが、磁気記録層上に形成されたトラック幅の３倍以上であることが好ましい。
【００４０】
また、図５に示した本発明の磁気記録媒体では、トラック幅方向の非磁性粒子間の平均間隔が磁気記録層上に形成されたトラック幅以下であることが好ましい。図５の磁気記録媒体を用いた本発明の磁気記録装置では、トラック幅方向の非磁性粒子間の平均間隔が記録ヘッドのトラック幅以下であることが好ましい。非磁性粒子３４の平均間隔が上記の条件を満たしていないと、非磁性粒子３４によってピンニングされる磁壁がトラック幅を越えて形成される。このことはトラック間の干渉を起こし、大きな媒体ノイズの原因となるため好ましくない。
【００４１】
次に、本発明の磁気記録媒体の断面構造の例を図６〜図１１を参照してより詳細に説明する。これらの図において、磁性体部３５は図４における磁性粒子でもよいし、図５における磁性母材でもよい。同様に、非磁性体部３６は図４における非磁性母材でもよいし、図５における非磁性粒子でもよい。
【００４２】
図６は本発明に係る磁気記録媒体の一形態を示す断面図である。図６において、基板１０上に下地層２０が形成され、この下地層２０上に磁気記録層を構成する磁性体部３５および非磁性体部３６が形成されている。下地層２０は多層構造を有していてもよい。この図では、磁性体部３５の下の下地層２０の厚さは非磁性体部３６の下の下地層２０の厚さよりも厚くなっている。
【００４３】
基板１０としては、金属、ガラス、セラミクスなどを用いることができる。
【００４４】
下地層２０は磁性体または非磁性体からなる。多層構造の下地層では複数の磁性体および／または非磁性体が用いられる。下地層２０の厚さは、１０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度である。厚さが１０ｎｍを下回ると下地層２０としての機能がなくなり、また厚さが１０００ｎｍを越えると下地層２０の作製に時間がかかり量産に適さなくなるので、好ましくない。
【００４５】
磁性体からなる下地層２０は、磁気記録層に効率的な記録／再生を行なうために、磁気記録層中の記録セルと交換相互作用・静磁気相互作用を介して磁気的に結合されている。記録セルと交換結合するように設置する例としては、磁化反転しやすい磁性下地層を用いて記録セルを安定化する、または、磁化の大きな磁性下地層を用いて再生出力を増加させる等が挙げられる。
【００４６】
非磁性体からなる下地層２０は、磁性体部３５や非磁性体部３６の結晶構造を制御する目的、または基板１０からの不純物の混入を防ぐ目的で設置される。例えば、磁性体部３５の所望の結晶配向の格子間隔に近い格子間隔を持つ下地層２０を用いれば磁性体部３５の結晶状態を制御することが可能である。また、ある表面エネルギーを持ったアモルファス下地層２０を用いることにより、磁性体部３５または非磁性体部３６の結晶性またはアモルファス性を制御する場合もある。基板１０からの不純物の混入を防ぐ目的には、格子間隔の小さいまたは緻密な薄膜を下地層２０として用いればよい。
【００４７】
磁性体または非磁性体の下地層２０は、各々の機能を兼ね備えていても構わない。すなわち、磁性下地層２０により磁性体部３５の結晶性を制御するようにしても構わない。この場合には、記録／再生特性上の効果と結晶性上の効果とが相乗されるので各々の場合よりも好ましい。このような機能を果たす下地層２０としては、例えばアモルファスのＣｏＺｒＮｂなどが挙げられる。
【００４８】
下地層２０は、イオンプレーティング、雰囲気ガス中でのドープ、中性子線照射等によって基板１０の表面を改質した表面改質層であっても構わない。この場合、薄膜堆積のプロセスを介さなくて済むので、媒体作製上好ましい。
【００４９】
現在の磁気記録媒体はＣｒ系非磁性合金下地層の上にＣｏＣｒ系磁性層を堆積する構成が多い。この場合、下地層と磁性層との間には互いの元素が拡散した界面層が形成されやすい。このような界面層が形成されやすい下地層／磁性体の材料系で本発明による磁気記録媒体を作製すると、界面層が磁性体部３５、非磁性体部３６ともに広がっていって、両者の境界があいまいになる。また、非磁性体部３６と下地層２０との間の界面と磁性体部３５との間で原子が相互拡散する結果、磁性体部３５と非磁性体部３６との境界部分の組成が磁性体部３５の中央部分の組成と異なる場合がある。
【００５０】
こうした状況を回避するには、磁性体部３５の直下の下地層２０の厚さを非磁性体部３６の直下の下地層の厚さよりも厚くすればよい。こうすることによって、磁性体部３５部直下と非磁性体部３６直下の界面層との間の原子の拡散は抑制される。また、磁性体部３５に比べて非常に活性な界面層ができるような非磁性材料を非磁性体部３６に用いることも可能になり、磁気記録層の材料選択の幅を広げる効果が得られる。
【００５１】
このような効果が得られる下地層２０の厚さの差は、界面層の厚さにもよるが、０．５ｎｍ以上であればよい。厚さの差に上限は特に制限されないが、媒体作製、下地層２０の厚さを考慮すれば、現実的に厚さの差は２０ｎｍ以下であるのが好ましい。
【００５２】
図７は、本発明に係る磁気記録媒体の他の形態を示す断面図である。図７において、基板１０上に下地層２０が形成され、この下地層２０上に磁気記録層を構成する磁性体部３５および非磁性体部３６が形成されている。この図では、非磁性体部３６の一部と下地層２０との間に、磁性体部３５を構成する元素の少なくとも１つを含有する界面層３７が形成されている。
【００５３】
一般に、磁性体部３５は、下地層２０から磁性または非磁性の不純物原子が拡散して混入すると下地層２０側での磁気特性が変化する。磁気記録媒体では、磁性体部３５の下地層２０側の部分とそれ以外の部分、特に磁気記録ヘッドと対向する表面側の部分とで磁気特性が異なることは、安定した記録／再生の観点から好ましくない。一方、本発明による磁気記録層を構成する非磁性体部３６は、磁性体部３５間の交換相互作用を切断する、および一部磁性体部３５となるなどして静磁エネルギー分布に乱れを作らない、という要件を満たしていればよい。そのため、非磁性体部３６は、下地層２０から磁性または非磁性の不純物原子が拡散してきてもその影響は小さい。そこで、非磁性体部３６と下地層２０との間に積極的に磁性体部３５を構成する元素の少なくとも１つを含有する界面層３７を形成することによって、下地層２０から界面層３７への原子の拡散を起こさせる。下地層２０から界面層３７への原子の拡散が起きることにより、下地層２０から磁性体部３５への原子の拡散を抑制することができる。その結果、磁性体部３５の下地層２０側の部分と表面側の部分とで磁気特性が異なるという問題を解決することができる。また、界面層３７を導入することによって、非磁性体部３６と下地層２０との間の密着性を向上させ、非磁性体部３６と下地層２０の間での剥離などを防ぐことができる。磁気記録媒体上の磁気ヘッドはサブμｍの非常に小さなスペーシングで動作するので、一部でもこういう剥離があると磁気記録システムとして動作しなくなる。
【００５４】
界面層３７の媒体面方向から見た面積については特に制限はないが、非磁性体部３６の面積の０．５％以上の面積を持つことが好ましい。このような面積を有することによって、界面層３７としての有効な作用が期待できる。界面層３７を構成する材料は、磁性元素および非磁性元素のいずれか、または両者の混合物である。なお、上記の効果に影響を及ぼさない範囲において、界面層３７は磁性体部３５と接していてもいなくてもよい。なお、図７に示した界面層３７は、界面でのミキシングの役割を果たせば十分であるので、平均厚さが５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５５】
図８は本発明に係る磁気記録媒体の他の形態を示す断面図である。この図では、磁性体部３５を連結する界面層３７が形成されている。このように界面層３７が存在することにより、下地層２０から磁性体部３５への原子拡散の影響をより小さくする、また下地層２０と非磁性体部３６と間の密着性をより向上させるという効果が得られる。また、磁性体部３５が界面層３７によって互いに連結されることにより、磁性体部３５が下地層２０上に連続して存在しているとみなすことができる。そのため、磁性体部３５の結晶構造を下地層２０によってより容易に調整できるという効果もある。
【００５６】
なお、界面層３７は磁性体部３５とほぼ同様の組成を持っていてもよい。界面層３７は膜厚が５ｎｍ以下と小さいので、磁性体部３５とほぼ同様の組成であっても、界面層３７を構成する磁性結晶粒子間の交換相互作用が十分に小さければ、超常磁性の効果によって非磁性体となる。また、膜厚が５ｎｍと小さいのでほとんどが下地層２０上での界面層３７となり、この点からも磁性体間の交換結合という悪影響を避けることができる。
【００５７】
界面層３７が図７および図８のいずれの構造を取るかは、複数の効果があることもあって、下地層２０、磁性体部３５、非磁性体部３６を形成する材料によって選ぶべきものである。
【００５８】
図９は本発明に係る磁気記録媒体の他の形態を示す断面図である。図９において、基板１０上に磁気記録記録層を構成する磁性体部３５および非磁性体部３６が形成されている。非磁性体部３６の一部の上に、磁性体部３５を構成する元素の少なくとも１つを含有する界面層３８が形成されている。なお、基板１０と磁性体部３５および非磁性体部３６との間に下地層が形成されていてもよい。基板１０および下地層は、図６の記録媒体において用いられているものと同様である。
【００５９】
一般に、磁気記録媒体においては、磁気記録層上に保護層が形成されるので、磁気記録層に対する保護層の密着性は重要である。保護層を用いない場合でも、磁気記録層上に潤滑層が形成されるので、磁気記録層に対する潤滑層の密着性および濡れ性が重要となってくる。
【００６０】
磁性体部３５を構成する元素の少なくとも１つを含有する界面層３８を非磁性体部３６上に形成することによって、非磁性体部３６と保護層との間の密着性を向上させることができる。また、上述のような界面層３８を形成することによって、磁性体部３５のみに対して密着性および保護性能の良い保護層を開発すればよいので、材料選択の幅、大量生産性、コスト等の観点において好ましい。なお、図９に示した界面層３８は、平均厚さが５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００６１】
図１０は本発明に係る磁気記録媒体の他の形態を示す断面図である。この図では非磁性体部３６上に磁性体部３５を連結する界面層３８が形成されている。このような界面層３８が存在すると、非磁性体部３６と保護層との間の密着性をより向上させることができる。また、磁性体部３５が界面層３８によって互いに連結されることにより、磁性体部３５が非磁性体部３６の上にも連続して存在しているとみなすことができる。そのため、保護層の密着性が向上するという効果もある。なお、界面層３８は磁性体部３５とほぼ同様の組成を持っていてもよい。界面層３８は膜厚が５ｎｍ以下と小さいので、磁性体部３５とほぼ同様の組成であっても、界面層３８を構成する磁性結晶粒子間の交換相互作用が十分に小さければ、超常磁性の効果によって非磁性体となる。また、膜厚が５ｎｍと小さいのでほとんどが前述した非磁性体部３６上の界面層３７となり、この点からも磁性体間の交換結合という悪影響は避けることができる。
【００６２】
界面層３８が図９および図１０のいずれの構造を取るかは、複数の効果があることもあって、下地層２０、磁性体部３５、非磁性体部３６を形成する材料によって選ぶべきものである。
【００６３】
図１１は本発明に係る磁気記録媒体の他の形態を示す断面図である。図１１において、基板１０上に下地層２０が形成され、この下地層２０上に磁気記録記録層を構成する磁性体部３５および非磁性体部３６が形成されている。図１１では非磁性体部３６が下地層２０と接触した初期層３６ａとその上の成長層３６ｂとからなっている。
【００６４】
一般に、磁性体と非磁性体とは膨張率などの機械的特性が異なるため、両者が接していると歪みが発生しやすい。磁性体部３５と非磁性体部３６との間に歪みが発生すると、磁気記録層中への亀裂の進入、劣化、剥離などの問題が発生する。図１１のように非磁性体部３６が初期層３６ａと成長層３６ｂに分かれていると、両者の界面が歪みを緩衝する領域となり、歪みの影響を小さくすることができる。この目的のためには、初期層３６ａと成長層３６ｂとの界面が形成されればよいので、これらの層の厚さは特に制限されない。同様な効果は磁性層にも適用できる。
【００６５】
本発明の磁気記録媒体においては、非磁性母材中に磁性粒子が規則的に配列した構造または磁性母材中に非磁性粒子が規則的に配列した構造を有する粒子配列領域に関して、それらの配列軸がトラック長さ方向となす角度の分布の半値幅が４０°以下であることが好ましい。
【００６６】
上記の配列軸とは、図４に示すように各粒子配列領域１内において磁性粒子３２が配列している配列軸２、および図５に示すように各粒子配列領域３内において非磁性粒子３４が配列している配列軸４のうち、トラック長さ方向に最も近い配列軸のことである。
【００６７】
配列軸２または４とトラック長さ方向とのなす角度は、粒子配列領域１または２内における磁性粒子３２または非磁性粒子３４の配列が三角格子の場合には最大６０°であり、四角格子の場合には最大４５°である。図１２は、配列軸とトラック長さ方向とのなす角度と粒子配列領域数との間の関係を示す図である。図１２に示すように、配列軸とトラック長さ方向とのなす角度に対して粒子配列領域数はある分布を有する。一方、ランダム媒体では、配列軸とトラック長さ方向とのなす角度はフラットな分布を示すとみなすことができる。
【００６８】
磁気記録媒体を回転させて磁気ヘッドで再生することを考えると、各粒子配列領域の配列軸がトラック長さ方向に対して揃っているほど、ヘッドと配列軸との間のずれが一定であるかまたはある値以下となるため、ずれによって発生する媒体ノイズ・ジッタ等が減少するので好ましい。すなわち、トラック長さ方向とのなす角度が小さい配列軸を有する粒子配列領域が多く存在することが好ましい。
【００６９】
本発明者らは、粒子配列領域内で三角格子が形成されている磁気記録媒体について、配列軸とトラック長さ方向とがなす角度の分布のＦＷＨＭと媒体ノイズとの間の相関を調べたところ、ＦＷＨＭが４０°のときに６０°のときのノイズレベルの９０％になることを見出している。粒子配列領域の配列軸がトラック長さ方向となす角度の分布の半値幅ＦＷＨＭは４０°以下であることが好ましく、より好ましくは２０°以下、さらに好ましくは１０°以下である。上述の条件は、磁性粒子３２または非磁性粒子３４の配列度合いのみに関わることである。従って、図４の媒体でも図５の媒体でも効果は同じである。
【００７０】
次に、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法について説明する。本発明は、ブロックコポリマーの自己組織化を利用する以下に説明する第１から第８までの製造方法を含んでいる。各方法は、本発明に係る磁気記録媒体を製造する上で有効である。
【００７１】
（１）第１の方法
第１の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）非磁性基板の上にブロックコポリマー層を形成する工程、（ｂ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｃ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して非磁性基板をエッチングする工程、（ｄ）非磁性基板のエッチング領域に磁性層を堆積する工程、（ｅ）残留ポリマー層およびその上の磁性層をリフトオフする工程。なお、（ｄ）工程では、下地層および磁性層を順次堆積してもよい。下地層は多層構造でもよい。以下、上記の各工程について説明する。
【００７２】
（ａ）非磁性基板上にブロックコポリマー層を形成する工程。
【００７３】
ブロックコポリマーとは、複数の異なるホモポリマーを構成成分とする直鎖ポリマーからなるコポリマーのことである。なお、ブロックコポリマーは、二元でもよいし、三元以上でもよい。ブロックコポリマーとしては、例えば、ポリスチレンとポリイソプレンを７：３の割合で含有し、分子量Ｍｗが５０万程度、分子量の分散が１．１以下のものが挙げられる。ブロックコポリマーは、例えばセロソルブ系溶媒に溶解して用いられる。この溶液を非磁性基板上にスピンコート等によって塗布して、ブロックコポリマー層を形成する。
【００７４】
（ｂ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程。
【００７５】
ブロックコポリマー層をアニールすると、海島構造と呼ばれる自己組織化構造（相分離構造）を形成する。海島構造とは、ジブロックコポリマーでは一方のブロックが島、他方のブロックが島を取り囲む海となっている構造のことである。一方のブロックが例えば体積分率で約３０％以下のときに海島構造となる。海島構造の一例としては、ポリスチレンの海に最小で１０ｎｍ程度の平均粒径のポリイソプレンの島が規則的に分散しているような構造である。
【００７６】
海島構造を形成したブロックコポリマー層を例えばオゾンで処理すると、後述するＣＦ4を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）におけるエッチング速度比を、ポリスチレンの海：ポリイソプレンの島＝１：４に調整することができる。このように島のエッチングレートが大きければ、後述するブロックコポリマー層を通しての基板のエッチング加工のときに、基板上に島の部分に対応した孔が開口されたパターンを形成することができる。
【００７７】
なお、ブロックコポリマーの海と島のエッチングレートはどちらが大きくても構わない。ただし、海島構造の海および島のどちらのエッチングレートが大きいにしろ、両者の間のエッチングレートの比（選択比）が３以上でないと一般にエッチングによるパターンの作製は困難である。また、材料自体が上記の速度比を有しているときには、前述のオゾン処理等は不要である。オゾン処理等が不要であると、製造工程が削減されるため好ましい。
【００７８】
（ｃ）海島構造が形成されたポリマーを通して非磁性基板をエッチングする工程。
【００７９】
工程（ｂ）においてエッチング速度比が調整された海島構造を有するブロックコポリマー層を通して、ＣＦ4を用いたＲＩＥなどによるエッチング処理を行なう。エッチングによって、まず、ブロックコポリマー層の海島構造のうちのエッチングレートの大きい海または島のみがエッチング除去される。例えば、前述したように、工程（ｂ）においてブロックコポリマー層をオゾン処理した場合には、ポリイソプレンの島のみがエッチング除去され、ポリスチレンの海は残存する。エッチング除去された海または島に続いて非磁性材料の基板がエッチング除去されていく。こうして、ブロックコポリマー層を通して非磁性材料の基板のエッチング加工が行われる。
【００８０】
（ｄ）非磁性基板のエッチング領域に磁性層を堆積する工程。
【００８１】
非磁性基板をエッチング加工した後に、通常のスパッタ等の方法によって磁性層を堆積する。こうして、非磁性基板のエッチング領域（例えば、ポリイソプレンの島に対応する開口部）および残存するブロックコポリマー層（例えば、ポリスチレンの海）の表面に磁性層が堆積される。なお、下地層および磁性層を順次堆積してもよい。この場合、多層構造の下地層を堆積してもよい。
【００８２】
（ｅ）残留ポリマー層およびその上の磁性層をリフトオフする工程。
【００８３】
有機溶剤等によって残留ポリマー層（例えば、ポリスチレン）とともに、その上に磁性層または下地層および磁性層をリフトオフして除去する。その後、他の残留物をアッシングなどで取り除く。
【００８４】
以上の（ａ）〜（ｅ）の工程により、ブロックコポリマー層の海島構造のパターンに従って、非磁性基板中に磁性層を埋め込むことができる。このようにして、非磁性基板（非磁性母材）中に磁性粒子が分散した本発明による磁気記録媒体を形成することができる。
【００８５】
上記の方法は、電子線描画によってマスクを作製する方法に比べて、マスク形成プロセスが不要なので安価であることは明らかである。また、アニール時には同時に複数枚の媒体を処理できるので、スループットの低下にはつながらない。
【００８６】
この方法によれば、基板が非磁性母材を兼ねているため、残留ブロックコポリマー層を除去した後に化学機械研磨（ＣＭＰ）等による平坦化処理が必要な場合でも、非磁性母材の剥離の問題が生じない。そのため、研磨条件は磁性体に対してのみ最適化すれば良く、記録媒体の作製が容易となる。このため磁気ヘッドを低いフライングハイトで動作させることができ、高密度記録の点で好ましい。
【００８７】
なお、例えば、Ｍ．Ｐａｒｋ：Ｓｃｉｅｎｃｅ，ｖｏｌ．２７６，ｐ．１４０１，１９９７において説明されているように、海島構造を形成したブロックコポリマー層に対して、オゾン処理の代わりにオスミウム処理を行うと、海と島との間のエッチング速度比を逆転させることが可能である。海のエッチングレートが大きければ、エッチング時に基板上に島の部分を残すパターンを形成することができる。このように非磁性基板を島の部分が残るようにエッチングした後に、海の部分に対応してエッチング除去された基板部分に磁性体材料を充填することによって、磁性母材中に非磁性粒子が配置された構造を有する本発明に係る磁気記録媒体を作製することが可能となる。このように磁性母材中に非磁性粒子が分散した構造の媒体を形成する場合にも、上記と同様な効果が得られる。
【００８８】
（２）第２の方法
第２の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）基板上に非磁性層を堆積する工程、（ｂ）非磁性層上にブロックコポリマー層を形成する工程、（ｃ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｄ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して非磁性層をエッチングする工程、（ｅ）非磁性層のエッチング領域に磁性層を堆積する工程、および（ｆ）残留ポリマー層およびその上の磁性層をリフトオフする工程。なお、（ｅ）工程では、下地層および磁性層を順次堆積してもよい。下地層は多層構造でもよい。
【００８９】
以上の工程のうち、工程（ｂ）〜（ｆ）は、前述した第１の方法における工程（ａ）〜（ｅ）と同様である。
【００９０】
この方法においては、最初に工程（ａ）において基板上に母材となる非磁性層を堆積した後に、工程（ｂ）において非磁性層上にブロックコポリマー層を形成し、工程（ｃ）においてブロックコポリマー層を海島構造にし、工程（ｄ）において反応性イオンエッチングを行う。このとき、エッチング加工によって形成される凹部は、（ｉ）非磁性層の途中にあって非磁性層の材料が露出しているか、または（ｉｉ）基板表面またはそれ以下に達して基板材料が露出しているか、のいずれかである。その後、工程（ｅ）において磁性層、または下地層および磁性層を堆積する。
【００９１】
上記の（ｉ）の場合、非磁性層が磁性層の下の下地層、または下地層の下の下地層としての機能を有することができるため好ましい。例えば、非磁性層としてＺｎＯなどの誘電体薄膜、磁性層としてＣｏＰｔを用いると、ＺｎＯはＣｏＰｔのｃ軸配向を促す作用があるため、磁性層が垂直磁気異方性を持つＣｏＰｔ−ＺｎＯ磁気記録媒体を得ることができる。上記の（ｉｉ）の場合、工程（ｅ）において基板に対して配向性の良い下地層または磁性層を堆積させて磁気記録媒体の磁気特性を向上させることができるため、好ましい。
【００９２】
（３）第３の方法
第３の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）基板に下地層を堆積する工程、（ｂ）下地層上に非磁性層を堆積する工程、（ｃ）非磁性層の上にブロックコポリマー層を形成する工程、（ｄ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｅ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して非磁性層をエッチングする工程、（ｆ）非磁性層のエッチング領域に磁性層を堆積する工程、および（ｇ）残留ポリマー層およびその上の磁性層をリフトオフする工程。なお、（ａ）工程で堆積する下地層は多層構造でもよい。また、（ｆ）工程においては下地層（多層構造でもよい）および磁性層を堆積してもよい。以上の工程のうち、工程（ｃ）〜（ｇ）は、前述の第１の方法における工程（ａ）〜（ｅ）と同じである。
【００９３】
この方法においては、最初に工程（ａ）において基板上に下地層を堆積し、工程（ｂ）において非磁性層を堆積した後、工程（ｃ）においてブロックコポリマー層を形成する。この方法においては、例えば工程（ａ）においてＣｒなどの金属層を下地層として堆積し、工程（ｂ）においてＳｉＯ2などの誘電体を非磁性母材層として堆積する。この場合、工程（ｅ）においてＣＦ4などによるＲＩＥを行ったときに、下地層がエッチングストップ層として作用し、エッチングを正確に下地層の表面で停止させることができるため好ましい。また、エッチングにより下地層が現れてから後もしばらくエッチングを続けることにより、下地層表面の有機物や不純物を取り除いてこの表面を清浄にすることが可能である。この場合、下地層表面に堆積させる磁性層の配向性をより良くすることが可能となるため好ましい。
【００９４】
（４）第４の方法
第４の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）基板上に磁性層を堆積する工程、（ｂ）磁性層上にブロックコポリマー層を形成する工程、（ｃ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｄ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して磁性層をエッチングする工程、（ｅ）磁性層のエッチング領域に非磁性層を堆積する工程、および（ｆ）残留ポリマー層およびその上の非磁性層をリフトオフする工程。なお、（ａ）工程では基板上に下地層（多層構造でもよい）および磁性層を堆積してもよい。以上の工程は、第１および第２の方法における各工程と同様である。
【００９５】
この方法においては、工程（ａ）において基板に磁性層を堆積し、工程（ｂ）においてブロックコポリマー層を形成し、工程（ｄ）においてエッチング加工により磁性層に凹部を形成した後、工程（ｅ）において母材となる非磁性層を埋め込む。工程（ｄ）において磁性体をエッチング加工するためのＲＩＥ反応ガスとしては、一酸化炭素および／またはアンモニアのプラズマを用いればよい。
【００９６】
この方法においては、工程（ａ）において薄膜状態の磁性層が形成されるため、非磁性体の凹部に磁性体を埋め込む場合と比べて、配向性制御や磁気特性制御が容易であるという利点を持つ。また、工程（ａ）において下地層および磁性層を堆積した場合、工程（ｄ）においてエッチング加工を下地層にまで進めることによって、図６に示した構造を有する磁気記録媒体を作製することが可能となる。さらに、工程（ｄ）において、磁性層を完全に除去することなく磁性層の途中までしかエッチング除去しないように加工することによって、図７または図８に示す構造を有する磁気記録媒体を作製することが可能となる。
【００９７】
（５）第５の方法
第５の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）非磁性基板の上にブロックコポリマー層を塗布する工程、（ｂ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｃ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して非磁性基板をエッチングする工程、（ｄ）残留ポリマーを除去する工程、（ｅ）非磁性基板のエッチング領域に磁性層を堆積する工程、および（ｆ）全面を化学機械研磨（ＣＭＰ）する工程。なお、（ｅ）工程では下地層（多層構造でもよい）および磁性層を堆積してもよい。以上の工程のうち、工程（ａ）〜（ｅ）は、前述した第１の方法における各工程と同様である。
【００９８】
この方法においては、工程（ｅ）において磁性層の薄膜を堆積する前に、工程（ｄ）において残留しているポリマーを完全に除去する。こうすることによってポリマーを構成する有機物が磁性層へと混入することが防がれるため好ましい。また、第１〜第４の方法のようにリフトオフプロセスを用いると、磁性体または非磁性体のバリが発生しやすいため、磁気ヘッドを低い浮上量で動作させる媒体では、バリの発生しにくい条件出しをする必要がある。これに対して、第５の方法ではリフトオフプロセスを用いないので、製造が容易になる。一方、この方法においては、全面に堆積された磁性層を平坦化するために工程（ｆ）においてＣＭＰを行う必要がある。この方法においては、工程（ｆ）において非磁性基板の表面が完全に出る前にＣＭＰを止めることにより、図９または図１０に示した、非磁性体部の上に界面層が形成された磁気記録媒体を作製することが可能である。また、この方法は、第１の方法と同様に、基板が非磁性母材として機能するため、非磁性母材の剥離の問題がないという利点の他に、ＣＭＰの条件は磁性体に対してのみ最適化すればよいという利点を有している。なお、磁性母材中に非磁性粒子が分散した構造の媒体を製造する場合にも同様な効果が得られる。
【００９９】
（６）第６の方法
第６の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）基板の上に非磁性層を堆積する工程、（ｂ）非磁性層の上にブロックコポリマー層を形成する工程、（ｃ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｄ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して非磁性層をエッチングする工程、（ｅ）残留ポリマー層を除去する工程、（ｆ）非磁性層のエッチング領域に磁性層を堆積する工程、および（ｇ）全面を化学機械研磨する工程。なお、（ｆ）工程では下地層（多層構造でもよい）および磁性層を堆積してもよい。この方法は、第５の方法を実施する前に、基板の上に非磁性層を堆積する工程（ａ）を行うものである。
【０１００】
この方法においても、第５の方法と同様に、（ｅ）工程において磁性層の堆積前に残留ポリマー層を除去するので、ポリマーの有機物が磁性層に混入することを防ぐとともに、バリの発生の問題がないという利点がある。また、最初に工程（ａ）において基板上に例えば非磁性材料の母材層を堆積した後に、工程（ｂ）においてブロックコポリマー層を形成するため、前述の第２の方法において述べた効果と同様の効果を得ることができる。この方法においても、第５の方法と同様に、工程（ｇ）において非磁性層の表面が完全に現れ前にＣＭＰを止めることにより、図９または図１０に示すような非磁性体部の上に界面層が形成された磁気記録媒体を作製することが可能である。
【０１０１】
（７）第７の方法
第７の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）基板上に下地層を堆積する工程、（ｂ）下地層上に非磁性層を堆積する工程、（ｃ）非磁性層上にブロックコポリマー層を形成する工程、（ｄ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｅ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して非磁性層をエッチングする工程、（ｆ）残留ポリマー層を除去する工程、（ｇ）非磁性層のエッチング領域に磁性層を堆積する工程、および（ｈ）全面を化学機械研磨する工程。なお、（ａ）工程で堆積する下地層は多層構造でもよい。また、（ｇ）工程においては下地層（多層構造でもよい）および磁性層を堆積してもよい。この方法は、第６の方法を実施する前に、基板の上に１層以上の下地層を堆積する工程（ａ）を行うものである。
【０１０２】
この方法においても、第５の方法と同様に、ポリマーの有機物が磁性層に混入することを防ぐことができるとともに、バリの発生の問題がないという利点がある。また、最初に工程（ａ）において下地層を堆積した後、工程（ｂ）において母材となる非磁性層を形成するために、第３の方法において述べた効果と同様の効果を得ることができる。さらに、この方法においても、第５の方法と同様に、工程（ｈ）において非磁性層の表面が完全に出る前にＣＭＰを止めることにより、図９または図１０に示した、非磁性体部の上に界面層が形成された磁気記録媒体を作製することが可能である。
【０１０３】
（８）第８の方法
第８の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）基板上に磁性層を堆積する工程、（ｂ）磁性層上にブロックコポリマー層を形成する工程、（ｃ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｄ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して磁性層をエッチングする工程、（ｅ）残留ポリマー層を除去する工程、（ｆ）磁性層のエッチング領域に非磁性層を堆積する工程、および（ｇ）全面を化学機械研磨する工程。なお、（ａ）工程では基板上に下地層（多層構造でもよい）および磁性層を堆積してもよい。以上の各工程は、第５〜７の方法における各工程と同様である。
【０１０４】
この方法においても、第５の方法と同様に、ポリマーの有機物が磁性層に混入することを防ぐことができるとともに、バリの発生の問題が生じないという利点がある。また、この方法においては、第４の方法で述べた効果と同様の効果が得られる。すなわち、工程（ａ）において薄膜状態の磁性体が形成されるため、非磁性体の凹部に埋め込まれた磁性体と比べて、配向性制御や磁気特性制御が容易であるという利点を持つ。また、工程（ａ）において下地層を堆積した場合には、工程（ｄ）においてエッチング加工を下地層にまで進めることによって、図６に示した構造を有する磁気記録媒体を作製することが可能となる。さらに、工程（ｄ）において、磁性層を完全に除去することなく磁性層の途中までしかエッチング除去しないように加工することによって、図７または図８に示す構造を有する磁気記録媒体を作製することが可能となる。
【０１０５】
【実施例】
（実施例１）
ブロックコポリマーを用いる第１の方法に従って、磁気記録媒体を作製した。
【０１０６】
まず、ポリスチレンとポリイソプレンを７：３の割合で含有し、分子量Ｍｗが５０万程度、分子量の分散が１．１以下のブロックコポリマーをセロソルブ系溶媒に溶かして溶液を作製した。この溶液を、２．５インチ径のガラス基板上にスピンコートして膜厚約３０ｎｍのブロックコポリマー層を形成した。ガラス基板を恒温槽に入れ、１５０℃で２４時間アニールし、さらに１２０℃で２時間アニールした後に室温に戻した。試料の表面を走査電子顕微鏡で観察した結果、平均間隔３０ｎｍで配列した平均粒径１３ｎｍの島と、それを取り囲む海とに相分離した構造になっていることが確認された。
【０１０７】
試料をオゾンにさらして、ＣＦ4を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理を行なった。処理の結果、ブロックコポリマーの島の部分のみがエッチングされていた。膜厚測定から、ＣＦ4を用いたＲＩＥに対する海と島の間のエッチング速度比は、海：島＝１：４であることがわかった。
【０１０８】
エッチング後の試料に通常のスパッタリング法によって１５ｎｍのＣｏＰｔＣｒ薄膜を堆積した。ＣｏＰｔＣｒ薄膜を堆積した試料をセロソルブ系溶媒中に浸して超音波洗浄を行ない、ブロックコポリマー上のＣｏＣｒＰｔ膜を除去（リフトオフ）した。
【０１０９】
試料の表面を走査電子顕微鏡で観察した結果、図４に示すような粒子配列領域の構造が観察された。すなわち、ガラス基板母材中に約１３ｎｍ径のＣｏＰｔＣｒ磁性粒子が規則的に配列した構造が観察された。粒子配列領域の形状は等方的で、平均サイズは約２００ｎｍであった。
【０１１０】
この試料を高密度磁気記録媒体として用いるために、１０ｎｍのカーボンをスパッタ法により保護膜として堆積した。テープバニッシュを行なって異常突起を取り除いた後、潤滑剤を塗布した。
【０１１１】
この試料の磁気特性を測定したところ、保磁力２ｋＯｅの垂直磁気異方性を有していることがわかった。
【０１１２】
上記と同様な試料を、ブロックコポリマーのアニール時間を変えて作製した。その結果、上述と同様に図４に示した配列状態を有し、粒子配列領域の大きさが異なるＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ2磁気記録媒体が得られた。
【０１１３】
これらの試料に対して、４００ｋｆｃｉまでの周波数でランダム記録を行い、ビットエラーレートを調べた。チャネルには１６／１７ＥＰＲ４ＭＬを採用した。その測定結果を図１３に示す。図１３において、横軸は粒子配列領域のトラック幅方向（ディスク径方向）の大きさの平均値ｄｒを、記録トラック幅Ｗｔすなわちディスク径方向の記録磁区の大きさを単位として示している。縦軸は３００ｋｆｃｉ単一周波数でのノイズパワーおよび上記条件下でのエラーレートであり、粒子配列領域のない従来のランダム媒体（ｄｒ＝０）の値で規格化している。
【０１１４】
図１３から明らかなように、エラーレートはｄｒ＝１／５付近で従来媒体の９０％となり、システム上有益な効果が認められた。また、媒体ノイズはｄｒ＝３付近で急激に減少する傾向が認められた。このように、本発明の磁気記録媒体は媒体ノイズやエラーレートを低減できるので、熱揺らぎを起こさない従来のランダム磁性粒子媒体よりも記録密度を向上させることができる。
【０１１５】
上記のような効果が得られた理由は以下のように推定される。すなわち、本発明の磁気記録媒体では磁性粒子が規則的に配列しているために、ヘッドが生成する磁化転移領域は磁性粒子で量子化された状態になる。この場合、転移の乱れは高々磁性粒子間隔となり、磁性粒子がランダムな大きさと配置を持つ従来の媒体に比べて、転移の乱れが格段に小さくなる。同時に、トラックエッジにおいても、同じ理由でシャープな磁化転移が形成されるため、トラック端の乱れによるノイズが少なくなる。このため粒子配列領域のサイズの増加とともに、媒体ノイズが低減される。
【０１１６】
一方、ディスクが一周する間にヘッドは多数の粒子配列領域を横切る。このとき、粒子配列領域の配列軸のばらつきのために磁化転移幅は粒子配列領域毎に異なっている。ここで、ｄｒ＞１の場合、転移幅の揺らぎは粒子配列領域内では一定であるが、粒子配列領域間では異なる。転移幅の揺らぎが粒子配列領域間で異なると、これが再生信号における転移ジッターとして現れる。これに対して、ｄｒ＜１の場合、１つの粒子配列領域内での転移幅の揺らぎが平均化される。例えばｄｒ＝１／３の場合、転移幅の揺らぎが平均化されて１／３になる。したがって、転移ジッターの平均は変わらないが時間変化が小さくなるため、ジッターとしての悪影響が小さくなり、エラーレートを低減する効果が得られる。しかし、ｄｒがさらに小さくなり、ｄｒ＜１／５になると粒子の配列の効果がなくなる。すなわち、転移ジッターの時間変化は小さくなるが、ジッターやノイズが増加してランダム磁性粒子媒体とほとんど変わらなくなる。
【０１１７】
以上のように、粒子配列領域の存在による媒体ノイズの低減効果と転移領域の時間揺らぎの低減効果があいまって、図１３に示すように、ｄｒ＝１／５より大きな粒子配列領域サイズでエラーレート低減の効果が得られたものと思われる。なお、単一周波数記録による媒体ノイズ測定では、感度が低いために、ｄｒ＝１／５〜３である媒体の効果が明確には現れていないと考えられる。
【０１１８】
（実施例２）
ガラス基板にＲＩＥを施した後に、下地層となるＣｒおよび磁性層となるＣｏＣｒＴａＰｔをスパッタ法により堆積した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体を作製した。本実施例における磁気記録媒体は、面内磁気異方性を示し、保磁力は１．８ｋＯｅであった。
【０１１９】
異常突起高を実施例１より小さくする目的で、リフトオフ工程後に化学機械研磨により、バリ等の除去を行なった。その結果、ヘッドの浮上量を４０ｎｍにまで下げることができた。
【０１２０】
次に、ブロックコポリマーのアニール時間を種々変化させて、粒子配列領域の大きさが異なる磁気記録媒体を作製した。これら粒子配列領域の大きさが異なる試料に対して、３００ｋｆｃｉまでの単一周波数の記録を行ない、同一のヘッドで再生信号を調べ媒体ノイズパワーを測定した。この場合にも、図１３と同様な結果が得られた。このことから、図１３に示す関係は、磁気記録媒体の材料、磁気特性の影響をあまり受けないことが判明した。
【０１２１】
（実施例３）
ブロックコポリマーを用いる第２の方法に従って磁気記録媒体を作製した。
【０１２２】
まず、２．５インチ径のＮｉＰメッキＡｌ基板に１３ｎｍのＺｎＯをスパッタ法により堆積した。ＺｎＯを堆積した後、実施例１と同じ要素プロセスで、ブロックコポリマーのスピンコート、アニール、オゾン処理、ＲＩＥ、厚さ１３ｎｍのＣｏＰｔＣｒのスパッタ成膜、リフトオフ、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１２３】
ＮｉＰ層はＲＩＥのストップ層となるため、ＲＩＥ反応時間を長くして島の下のＺｎＯを完全に除去した。得られた磁気記録媒体の磁気特性は、面内方向の保磁力が２ｋＯｅ、垂直方向の保磁力が１．５ｋＯｅであった。
【０１２４】
また、種々の条件出しを行なって、ＺｎＯを完全には除去しないようにＲＩＥを行ない、厚さ１０ｎｍのＣｏＰｔＣｒを堆積した。得られた磁気記録媒体は、保磁力２．５ｋＯｅの垂直磁気異方性を示した。
【０１２５】
（実施例４）
ブロックコポリマーを用いる第３の方法に従って磁気記録媒体を作製した。
【０１２６】
まず、２．５インチ径のＮｉＰメッキＡｌ基板上に８０ｎｍのＣｒおよび１５ｎｍのＳｉＮを堆積した。その後、実施例１と同じ要素プロセスで、ブロックコポリマーのスピンコート、アニール、オゾン処理、ＲＩＥ、１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔのスパッタ成膜、リフトオフ、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１２７】
Ｃｒ層はＲＩＥのストップ層となるため、ＲＩＥ反応時間を長くして島の下のＳｉＮを完全に除去した。得られた磁気記録媒体の磁気特性は面内の保磁力が２ｋＯｅであった。また、Ｃｒ下地層の下に１５ｎｍのＴｉを成膜することにより保磁力は２．６ｋＯｅに増加した。これはＴｉ層によりＣｒ下地層の結晶性が向上し、それがＣｏＣｒＴａＰｔの磁気異方性を増加させたためである。
【０１２８】
次に、Ｃｒ層およびＴｉ層の厚さを種々変化させて磁気記録媒体を作製した。得られた試料を透過型電子顕微鏡で観察した。その結果、磁性粒子を構成するＣｏＣｒ系結晶粒子間の平均間隔が１〜４ｎｍの範囲内にある種々の試料が得られた。
【０１２９】
これらの試料に対して、２００ｋｆｃｉまでの単一周波数の記録を行ない、同一のヘッドで再生信号を調べ媒体ノイズパワーを測定した。測定結果を図１４に示す。図１４において、横軸はＣｏＣｒ系結晶粒子の平均間隔であり、縦軸は媒体ノイズパワーである。縦軸の媒体ノイズパワーは、結晶粒子間の平均間隔が４ｎｍの媒体の値で規格化してある。
【０１３０】
図１４に示すように、結晶粒子間の平均間隔が２ｎｍ以上においてノイズの急激な増加が見られた。これは、結晶粒子間の平均間隔が２ｎｍ以上において磁性粒子内が多磁区化したことによるものである。また、結晶粒子の粒径が小さいものについては、結晶粒子の平均間隔が２ｎｍ以上において超常磁性の影響で磁気異方性の大きな低下が観察された。
【０１３１】
次に、２．５インチ径のＮｉＰメッキＡｌ基板に、１５ｎｍのＴｉ、８０ｎｍのＣｒ、１５ｎｍのＳｉＮを堆積した。その後、実施例１と同じ要素プロセスで、ブロックコポリマーのスピンコート、アニール、オゾン処理、ＲＩＥ、１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔのスパッタ成膜、リフトオフ、保護層堆積、後処理を行なった。この際、ブロックコポリマーについて、ポリスチレンとポリイソプレンの混合比、分子量、分子量分散を変えて、磁性粒子の平均粒径と磁性粒子間の平均間隔の異なる磁気記録媒体を作製した。
【０１３２】
磁性粒子の平均粒径が１２ｎｍの記録媒体について、活性化磁気モーメント評価によって求めた活性化体積Ｖａと磁性粒子間の平均間隔との関係を調べた。その結果を図１５に示す。図１５において、横軸は磁性粒子間の平均間隔、縦軸は磁性粒子の体積Ｖｇで規格化したＶａである。
【０１３３】
図１５に示されるように、磁性粒子間の平均間隔がおおむね２ｎｍ以上でＶａとＶｇは一致してＶａ／Ｖｇ＝１であり、平均間隔が１ｎｍでＶａ／Ｖｇ＝１．２となり、平均間隔が１ｎｍ以下ではＶａ／Ｖｇは急激に増加する。この結果より、本実施例の磁気記録媒体においては、磁性粒子間の平均間隔は１ｎｍ以上が好ましく、２ｎｍ以上がより好ましいことがわかった。
【０１３４】
（実施例５）
ブロックコポリマーを用いる第３の方法に従って磁気記録媒体を作製した。
【０１３５】
まず、２．５インチ径のＮｉＰメッキガラス基板に８０ｎｍのＣｒおよび１５ｎｍのＳｉＮを堆積した。その後、実施例１と同じ要素プロセスで、ブロックコポリマーのスピンコート、アニールを行なった。
【０１３６】
アニールの後、実施例１のオゾン処理の代わりにＯｓ処理（ｏｓｍｉｕｍ−ｓｔａｉｎｅｄ）を施した。Ｏｓ処理の結果、ＣＦ4／Ｏ2ガスによるＲＩＥのエッチングレートの比は島：海＝１：３．２となる。
【０１３７】
Ｏｓ処理の後、ＲＩＥ、１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔのスパッタ成膜、リフトオフ、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１３８】
こうして得られた試料を透過型電子顕微鏡および磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）で観察した。その結果、図５に示すような自己組織化配列構造が確認された。具体的には、ＣｏＣｒＴａＰｔ磁性母材中に７ｎｍのＳｉＮ非磁性粒子が規則的に配列した粒子配列領域が形成されていた。粒子配列領域の形状は等方的で平均サイズは約５００ｎｍであった。
【０１３９】
次に、ＣｏＣｒＴａＰｔ成膜時のスパッタ圧力を種々変化させて磁気記録媒体を作製した。その結果、ＣｏＣｒＴａＰｔ母材を構成する磁性結晶粒子間の平均間隔が１〜４ｎｍの範囲内にある種々の試料が得られた。これらの試料について、活性化磁気モーメント測定による活性化体積評価を行なった。測定結果は図１５において横軸を非磁性粒子の平均間隔とした図と同様であった。
【０１４０】
高密度磁気記録のために磁化転移領域を短くするためには磁化反転単位である磁性結晶粒子の粒径を小さくする必要がある。しかし、結晶粒子が小さいと熱揺らぎの影響を受けて磁気記録そのものができなくなる。本発明による磁気記録媒体では、磁性母材においてＶａ＞Ｖｇの条件が得られるように、磁性結晶粒子間の平均間隔は２ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以下がより好ましい。
【０１４１】
次に、実施例１と同様にして、ブロックコポリマーのアニール時間を変えて粒子配列領域の大きさの異なる試料を作製した。これらの試料について、トラック幅方向（ディスク径方向）における粒子配列領域の大きさと媒体ノイズとの関係を調べた。測定結果は図１３と同様であった。このことより、低ノイズ媒体を得るためには、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさが、媒体上のトラック（記録セル）幅または再生ヘッドのトラック幅の１／５以上でなければならないことがわかった。
【０１４２】
このように実施例１で得られた結果と同じ結果が得られた理由は、磁性母材中の磁壁は非磁性粒子でピンニングされると全自由エネルギーを最小にするために非磁性粒子間を結ぶ直線上に配置され、その結果として実施例１におけるような孤立した磁性粒子が配列した場合と同じ状況が実現されるからであると考えられる。
【０１４３】
次に、ブロックコポリマーについて、ポリスチレンとポリイソプレンの混合比、分子量、分子量分散を変えて、非磁性粒子の粒径の異なる磁気記録媒体の試料を作製した。これらの試料について、ＭＦＭで消磁状態の磁区観察を行なった。その結果、非磁性粒子の粒径が１ｎｍ以上でないと磁壁を十分にピンニングできないことがわかった。
【０１４４】
次に、非磁性粒子間の距離の異なる試料を作製した。そして、非磁性粒子間の平均間隔と媒体ノイズパワーとの間の関係を測定した。測定結果を図１６に示す。横軸はトラック幅方向の非磁性粒子の平均間隔で、単位は再生ヘッドのトラック幅Ｗｒである。縦軸は媒体ノイズパワーであり、非磁性粒子間の平均間隔が１０×Ｗｒ以上である媒体の値で規格化してある。非磁性粒子間の平均間隔がＷｒ以上では媒体ノイズの低減効果ははっきりしないが、Ｗｒに等しくなったところで媒体ノイズは９０％に低減され、Ｗｒの０．５倍で媒体ノイズは５０％に低減された。非磁性粒子間の平均間隔が０．１×Ｗｒ以下の試料は作製できなかった。しかし、０．０１×Ｗｒ程度で最小記録セルが全て非磁性粒子で覆われることになるので、非磁性粒子間の平均間隔を極端に小さくすることは無意味である。
【０１４５】
非磁性粒子間の平均間隔を、再生ヘッドのトラック幅Ｗｒではなく、媒体上のトラック幅Ｗｔを単位として表した場合にも同様な結果が得られた。
【０１４６】
（実施例６）
ブロックコポリマーを用いる第４の方法に従って磁気記録媒体を作製した。
【０１４７】
まず、２．５インチのガラス基板に通常のスパッタリング法によって８０ｎｍのＣｒ下地層を堆積し、その上に１５ｎｍのＣｏＰｔＣｒ薄膜を堆積した。それ以後は、実施例１と同じ要素プロセスで、ブロックコポリマーのスピンコート、アニール、オゾン処理、ＲＩＥ、１５ｎｍのＢＮ母材層のスパッタ成膜、リフトオフ、保護層堆積、後処理を行なった。ただし、ＲＩＥにはＣＦ4の代わりに一酸化炭素とアンモニアのプラズマを用い、またＲＩＥ中に試料を１１０℃に加熱した。ＲＩＥ反応ガスに対するブロックコポリマーのエッチング速度比は、島：海＝３：１であった。
【０１４８】
得られた試料を透過型電子顕微鏡で観察した。その結果、図４に示すような構造を持つ粒子配列領域が確認された。具体的には、ＢＮ母材中に約１４ｎｍ径のＣｏＰｔＣｒ磁性粒子が規則的に配列した粒子配列領域が形成されていた。粒子配列領域の形状は等方的で、平均サイズは約８００ｎｍであった。この試料の磁気特性を測定したところ、保磁力１．８ｋＯｅの面内磁気異方性を有していることがわかった。
【０１４９】
次に、ＲＩＥ時間を種々変化させて試料を作製した。これらの試料の断面構造を、透過型電子顕微鏡ＴＥＭで観察した。観察の結果、ＲＩＥ時間が短くなるにつれて、図６、図７、図８に示すような構造になっていくことが判明した。図６に示すような構造となった試料においては、下地層の厚さの差は２ｎｍであった。図７に示すような構造となった試料においては、界面層は非磁性母材の面積の約６０％を覆っており、平均厚さは１ｎｍであった。図８に示すような構造となった試料においては、界面層の平均厚さは３ｎｍであった。
【０１５０】
ＲＩＥ時間の異なる試料について、分析ＴＥＭにより磁性粒子部の媒体面内の組成分布を測定した。測定の結果、磁性粒子の中心部と周縁部とにおけるＣｒ組成比の違いは、図６、図７、図８の構造の試料についてそれぞれ１０％、１５％、２２％であることが判明した。
【０１５１】
次に、アッシングおよびＣＭＰによって磁気記録媒体に熱負荷をかける実験を行なった。これらの処理による下地層からのＣｒの拡散は、図６に示すような構造の試料についてはＣｏＣｒＴａＰｔ非磁性初期層までであり、磁性粒子の周縁部のＣｒ組成比の変化は見られなかった。図７、図８に示すような構造の試料については、それぞれ、３％、５％のＣｒ組成比の増加が認められた。
【０１５２】
次に、粘着テープによる剥離実験を行なった。具体的には、磁気記録媒体の表面にカッターナイフで、１０×１０の合計１００個の正方形が１ｍｍ間隔で並ぶメッシュを刻印し、そのうちの何％が粘着テープとともに剥離するか測定した。測定の結果、図６、図７、図８に示すような構造を有するそれぞれの試料について、剥離した割合は１３％、５％、０％であった。
【０１５３】
図６、図７、図８に示すような構造を有する各試料の保磁力を測定したところ、それぞれの構造について、１．８ｋＯｅ、２ｋＯｅ、２．８ｋＯｅであった。断面ＴＥＭを用いて、各構造における格子像を調べた。図８に示すような構造は初期層部分が媒体面内に連続しており、この連続した初期層部分によって結晶磁気異方性が向上して大きな保磁力が得られたものと考えられる。
【０１５４】
上述したように、ＲＩＥ時間を変えることによって、図６、図７または図８に示す構造を有する記録媒体を作製できる。どの構造を有する記録媒体が最も優れているかは、一概に決めることはできず、記録媒体を用いるシステムによって異なる。逆に言えば、本発明の記録媒体は、適用するシステムの選択度が大きい。
【０１５５】
（実施例７）
磁性層成膜前にポリマー層を除去した以外は、実施例１と同様のプロセスによって磁気記録媒体を作製した。すなわち、基板上へのブロックコポリマーのスピンコート、アニール、オゾン処理、ＲＩＥまで行った時点で、溶剤によるブロックコポリマーの除去および酸素アッシングを行なった。アッシングの後、１３ｎｍのＣｏＰｔＣｒをスパッタ法により堆積し、ＣＭＰを行ない、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１５６】
こうして作製した試料について磁気特性を測定したところ、磁気特性は実施例１で得られた試料の特性と同様であったが、磁気ヘッドのグライドハイトを５０％低減することができた。実施例１で得られた磁気記録媒体と本実施例での媒体との間の得失は、媒体を適用するシステムの要求によって決定されるべき問題である。
【０１５７】
次に、１３ｎｍのＣｏＰｔＣｒのスパッタ成膜前にポリマー層を除去した以外は、実施例３と同様のプロセスによって磁気記録媒体を作製した。すなわち、ＲＩＥの後に、溶剤によるポリマー層の除去および酸素アッシングを行ない、１３ｎｍのＣｏＰｔＣｒをスパッタ法により堆積し、ＣＭＰ、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１５８】
こうして得られた記録媒体の磁気特性は、実施例３で得られた記録媒体の特性と同様であったが、磁気ヘッドのグライドハイトを５０％低減することができた。実施例３で得られた記録媒体と本実施例で得られた記録媒体との間の得失は、媒体を適用するシステムの要求によって決定されるべき問題である。
【０１５９】
次に、１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔのスパッタ成膜前にポリマー層を除去した以外は、実施例４と同様のプロセスによって本発明による磁気記録媒体を作製した。すなわち、ＲＩＥの後に、溶剤によるポリマー層の除去および酸素アッシングを行ない、１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔをスパッタ法により堆積し、ＣＭＰ、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１６０】
こうして得られた記録媒体の磁気特性は、実施例４で得られた記録媒体の特性と同様であったが、磁気ヘッドのグライドハイトを５０％低減することができた。実施例４で得られた記録媒体と本実施例で得られた記録媒体との間の得失は、媒体を適用するシステムの要求によって決定されるべき問題である。
【０１６１】
次に、１５ｎｍのＢＮ母材層のスパッタ成膜前にポリマー層を除去した以外は実施例６と同様のプロセスによって本発明による磁気記録媒体を作製した。すなわち、ＲＩＥの後に、溶剤によるポリマー層の除去および酸素アッシングを行ない、１５ｎｍのＢＮ母材層をスパッタ法により堆積し、ＣＭＰ、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１６２】
こうして得られた記録媒体の磁気特性は、実施例６で得られた記録媒体の特性と同様であったが、磁気ヘッドのグライドハイトを５０％低減することができた。実施例６で得られた記録媒体と本実施例で得られた記録媒体との間の得失は、媒体を適用するシステムの要求によって決定されるべき問題である。
【０１６３】
（実施例８）
１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔのスパッタ成膜前にポリマー層を除去した以外は、実施例４と同様のプロセスによって磁気記録媒体を作製した。すなわち、ＲＩＥの後に溶剤によるポリマー層の除去および酸素アッシングを行なった。その後、１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔをスパッタ法により堆積し、ＣＭＰ、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１６４】
ＣＭＰの時間を短くして媒体を作製すると、図９に模式的に示したように、ＳｉＮ母材上に界面層が形成された。組成分析の結果、この界面層にはＣｏとＣｒが含まれていることがわかった。また、界面層はＳｉＮ母材の４０％の面積を覆っていた。界面層の厚さは平均で２ｎｍであった。
【０１６５】
ＣＭＰ時間をさらに短くして媒体を作製すると、磁気記録層全面を覆う平均厚さ４ｎｍの界面層が形成された。組成分析の結果、この界面層にはＣｏとＣｒとＰｔが含まれていることがわかった。
【０１６６】
これらの媒体試料に対して粘着テープによる剥離実験を行なった。具体的には記録媒体にカッターナイフで、１０×１０の合計１００個の正方形が１ｍｍ間隔で並ぶメッシュを刻印し、そのうちの何％が粘着テープとともに剥離するかを測定した。測定の結果、剥離した割合は、２ｎｍの界面層をもつ構造、４ｎｍの界面層を持つ構造の試料に対してそれぞれ、５％、０％であった。保護層の密着性という観点からは、後者の構造の方が優位であるが、磁気記録層ととヘッドとの距離が大きくなるので記録密度の観点で不利である。
【０１６７】
（実施例９）
ブロックコポリマーの溶液の濃度とスピンコートの回転数とを変えた以外は実施例１と同様のプロセスによって本発明による磁気記録媒体の試料を作製した。
【０１６８】
こうして得られた試料について、ディスク上のトラック長さ方向と粒子配列領域の配列軸とがなす角度の分布を走査電子顕微鏡によって測定した。測定の結果、粒子配列領域では磁性粒子が三角格子を形成していることが分かった。また、スピンコートの回転数が大きいほど、また溶液の濃度が高いほど、角度の分布が小さくなることがわかった。
【０１６９】
次に、スピンコートの回転数と溶液の濃度を変えて作製した試料に対して、２００ｋｆｃｉまでの単一周波数の記録を行い、同一のヘッドで再生信号を調べ媒体ノイズパワーを測定した。測定結果を図１７に示す。図１７において、横軸はディスク上のトラック長さ方向と配列軸とのなす角度の分布のＦＷＨＭである。縦軸は媒体ノイズパワーであり、磁性体粒子がランダムに配置している場合の値で規格化してある。
【０１７０】
図１７の結果より、本発明に係る磁気記録媒体にとってはＦＷＨＭ＜４０°が好ましく、ＦＷＨＭ＜２０°がより好ましく、ＦＷＨＭ＜１０°がさらに好ましいことが分かった。
【０１７１】
（実施例１０）
まず、２．５インチ径のＮｉＰメッキＡｌ基板に５０ｎｍのバナジウムと１５ｎｍのＳｉＯ2をスパッタ法により順次堆積させた。それ以降は、実施例１と同じ要素プロセスで、ブロックコポリマーのスピンコート、アニール、オゾン処理、ＲＩＥを行った。
【０１７２】
ＲＩＥ反応ガスであるＣＦ4に対するエッチングレートは、ＳｉＯ2と比べて金属であるバナジウムは非常に小さいため、エッチング時にバナジウム層がエッチングストップ層として働く。このため、ブロックコポリマーの海島構造の島の下に位置するＳｉＯ2のみをエッチング除去することができた。こうして、島の部分に対応する複数の孔が開口されたＳｉＯ2層がバナジウム層の上に形成された。エッチングの後、酸素アッシングによって残留するポリマーを除去した。
【０１７３】
ポリマーを除去した後、ＲＦバイアススパッタによって試料上に１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔを堆積させた。具体的には、成膜時に試料に０．１Ｗ／ｃｍ2のＲＦパワーを印加し、成膜時の雰囲気を２ｍＴｏｒｒのＡｒとした。ＲＦバイアススパッタを行うことにより、スパッタターゲットから試料へ飛来したＣｏＣｒＴａＰｔクラスターの試料上での移動度が増加する。この結果、ほとんどのＣｏＣｒＴａＰｔはＳｉＯ2のエッチング孔内に堆積された。堆積によって孔がほぼ完全に埋まるように堆積時間を調整することによって、試料表面が平滑な、図１８に概略的に示すような断面構造を持つ磁気記録媒体を作製することができた。図１８の磁気記録媒体は、非磁性母材３１中に磁性粒子３２が埋め込まれた構造を有する。ＣｏＣｒＴａＰｔの堆積の後、媒体上に１０ｎｍのＣを保護層として堆積した。記録／再生評価を行ったところ、磁気ヘッドの浮上量を４０ｎｍにすることができた。
【０１７４】
本実施例においては、リフトオフ工程や研磨工程なしに平滑な表面を有する磁気記録媒体を得ることができた。このように高密度磁気記録媒体にとって有用な平滑な表面が得られたのは、バイアススパッタを行ったからである。すなわち、バイアススパッタ時に試料表面に堆積された原子・分子・クラスターの移動度は通常のスパッタ堆積時の移動度よりも大きいために、熱的に安定な平滑な試料表面を形成するのである。試料に印加するバイアスパワーは上述の値に限定されるものではなく、試料・装置・材料その他の条件によって最適な値を選択することができる。また、飛来してくるクラスターの試料上での移動度が増加すればよいので、印加するバイアスはＤＣバイアスでもよい。本実施例の工程を用いれば、リフトオフや研磨の工程を省略することができるため、磁気記録媒体の製造コストを低下させることができる。
【０１７５】
本実施例とは異なりブロックコポリマーの海島構造の海の部分をエッチングする場合にも、バイアススパッタを用いることができる。試料に対するエッチング位置やエッチング深さも、目的とする磁気記録媒体の特性やプロセス環境に合わせて任意に設定することができる。
【０１７６】
（実施例１１）
同時スパッタによりＳｉＯ2とともにＣｏＣｒＴａＰｔを試料上に成膜した以外は、実施例１０と同様の条件によって試料を作製した。
【０１７７】
同時スパッタは、平坦な試料上に同時スパッタしたときの膜の体積組成比がＣｏＣｒＴａＰｔ：ＳｉＯ2＝９０：１０となるようにスパッタ装置を調整して行った。このように調整した結果、図１９に概略的に示すような断面構造を持つ磁気記録媒体が得られた。図１９に示す媒体は、ＳｉＯ2の非磁性母材３１中にＣｏＣｒＴａＰｔの磁性粒子３２が埋め込まれ、この磁性粒子３２上にＳｉＯ2の非磁性層３１’が形成されている。
【０１７８】
エッチング孔内部のスパッタ堆積膜が、磁性体と非磁性体との混合膜とならずに両部分が相分離した構造となっているのは以下の理由による。すなわち、エッチングによってＳｉＯ2の孔内部に露出したバナジウム層の表面は、ＳｉＯ2よりもＣｏＣｒＴａＰｔに対してより強い親和力を有する。試料へ飛来したＣｏＣｒＴａＰｔクラスターは試料上での移動度が高いため、形成されるＣｏＣｒＴａＰｔ膜は熱安定状態に近い。そのため、孔内部においてＣｏＣｒＴａＰｔが先にバナジウム層の表面で固化する。その結果、ＣｏＣｒＴａＰｔと固溶しないＳｉＯ2はＣｏＣｒＴａＰｔ上に堆積する。
【０１７９】
本実施例の工程を用いれば、リフトオフや研磨の工程を省略することができるため、媒体の製造コストを低下させる効果が得られる。ブロックコポリマーの海島構造の海の部分をエッチングするような工程においても、本実施例で用いた同時スパッタの方法を用いることができる。試料に対するエッチング位置やエッチング深さも、目的とする媒体の特性やプロセス環境に合わせて任意に設定することができる。試料に印加するバイアスパワーは上述の値に限定されるものではなく、試料・装置・材料その他の条件によって最適な値を選択することができる。試料へ印加するバイアスは、飛来してくるクラスターの試料上での移動度が増加すればよいので、ＤＣバイアスでも構わない。さらに、ＣｏＣｒＴａＰｔ：ＳｉＯ2の体積組成比は目的とする記録媒体の構造やスパッタ装置によって適切なものを設定すれば良く、本実施例における値は一例にすぎない。同時スパッタの方法も、成膜する材料ごとに異なるターゲットを用いてもよいし、成膜する材料を複合した１つのターゲットを用いてもよい。
【０１８０】
本実施例で用いた同時スパッタにおいては、堆積時間を適度に長くすることによって、ＳｉＯ2などの非磁性体を少しオーバーフローさせて媒体の表面上に堆積させ、保護層とすることもできる。このようにした場合、保護層の堆積工程を省くことができるので媒体コストを下げることができる。
【０１８１】
（実施例１２）
まず、２．５インチ径のガラス基板に５０ｎｍのバナジウムと１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔをスパッタ法により順次堆積させた。それ以降は、実施例１と同じ要素プロセスで、ブロックコポリマーのスピンコート、アニール、オゾン処理、ＲＩＥを行った。ただし、ＲＩＥには、実施例６と同様に一酸化炭素とアンモニアのプラズマを用いてＲＩＥ中の試料を１１０℃に加熱する方法を用いた。
【０１８２】
本実施例においては、エッチングはガラス基板表面で止まった。すなわち、ブロックコポリマーの海島構造の島の下に位置するバナジウムとＣｏＣｒＴａＰｔのみがエッチング除去された。こうして、島の部分に対応する複数の孔が開口されたバナジウム層とＣｏＣｒＴａＰｔ層がガラス基板上に形成された。
【０１８３】
エッチングの後、ＲＦバイアススパッタによって試料上に１５ｎｍのＳｉＯ2を堆積させた。具体的には、試料に０．１Ｗ／ｃｍ2のＲＦパワーを印加し、成膜時の雰囲気を２ｍＴｏｒｒのＡｒとした。
【０１８４】
ＲＦバイアススパッタリングにより、試料へ飛来したＳｉＯ2クラスターの試料上での移動度が増加するため、ほとんどのＳｉＯ2がバナジウム層とＣｏＣｒＴａＰｔ層のエッチング孔内に堆積された。堆積によって孔がほぼ完全に埋まるように堆積時間を調整することによって、試料表面が平滑な、図２０に概略的に示すような断面構造を持つ磁気記録媒体を作製することができた。図２０に示す磁気記録媒体は、磁性母材３３であるＣｏＣｒＴａＰｔ層の中に非磁性粒子３４であるＳｉＯ2が埋め込まれた構造を有する
ＳｉＯ2の堆積の後、媒体上に１０ｎｍのカーボンを保護層として堆積した。記録／再生を行ったところ、磁気ヘッドの浮上量を４０ｎｍにすることができた。
【０１８５】
本実施例においては、リフトオフ工程や研磨工程なしに平滑な表面を有する磁気記録媒体を得ることができた。このように高密度磁気記録媒にとって有用な平滑な表面が得られたのは、実施例１１と同様に、バイアススパッタを行ったからである。試料に印加するバイアスパワーは上述の値に限定されるものではなく、試料・装置・材料その他の条件によって最適な値を選択すればよい。印加するバイアスは、ＤＣバイアスでもよい。また、本実施例の工程を用いれば、リフトオフや研磨工程を省略することができるため、媒体の製造コストを低下させることができる。
【０１８６】
ブロックコポリマーの海島構造の海の部分をエッチングする工程においても、バイアススパッタを用いることができる。試料に対するエッチング位置やエッチング深さも、目的とする磁気記録媒体の特性やプロセス環境に合わせて任意に設定することができる。
【０１８７】
本実施例で用いたバイアススパッタの方法においては、堆積時間を適度に長くすることによって、ＳｉＯ2などの非磁性体を少しオーバーフローさせて媒体の表面上に堆積させ、媒体の保護層とすることもできる。このようにした場合、保護層の堆積工程を省くことができるので媒体コストを下げることができる。
【０１８８】
（実施例１３）
実施例１１と同様な工程で磁気記録媒体を作製した。なお、ＲＩＥ時間を実施例１１の場合の２倍とした。この結果、ＲＩＥ後に平均厚さ５ｎｍのＳｉＯ2初期層が形成された。また、同時スパッタするＣｏＣｒＴａＰｔとＳｉＯ2との体積比を５０％とした。この結果、磁性粒子が明確に分離したいわゆるグラニュラー媒体が形成された。この媒体の断面構造を透過電子顕微鏡によって観察したところ、図１１のような構造であることがわかった。すなわち、初期層はＲＩＥによって形成されたＳｉＯ2であり、成長層は実施例１１で述べた親和力の差により選択的に成長したＳｉＯ2である。ＥＤＸ分析によって、成長層のＳｉＯ2は磁性体の構成元素であるＴａを微量含むことが確認された。
【０１８９】
この媒体の密着性を調べるために、粘着テープによる剥離実験を行った。具体的には、記録媒体にカッターナイフで１０×１０の合計１００個の正方形が１ｍｍ間隔で並ぶメッシュを刻印し、そのうちの何％が粘着テープとともに剥離するかを測定した。測定の結果、剥離した割合は、実施例１１の媒体で１０％、本実施例の媒体で０％であった。本実施例の媒体では、初期層と成長層が形成されたことにより磁気記録媒体内部の歪みが減少し、このことが密着性の向上をもたらしたものと思われる。どの程度の密着性が適しているかは、その媒体を用いるシステムの要求によって異なる。上記のグラニュラー媒体の場合、実施例１１の媒体と比較して、密着性に優れるが、再生信号強度には劣る特性を持つ。
【０１９０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高密度記録が可能な磁気記録装置および磁気記録媒体ならびにその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気記録装置の一例を示す斜視図。
【図２】本発明に係る磁気記録装置におけるトラックおよび記録／再生ヘッドを示す斜視図。
【図３】本発明に磁気記録装置における記録ヘッドおよび再生ヘッドのトラック幅を示す平面図。
【図４】本発明による磁気記録媒体の一例を示す平面図。
【図５】本発明による磁気記録媒体の他の例を示す平面図。
【図６】本発明による磁気記録媒体の他の例を示す断面図。
【図７】本発明による磁気記録媒体の他の例を示す断面図。
【図８】本発明による磁気記録媒体の他の例を示す断面図。
【図９】本発明による磁気記録媒体の他の例を示す断面図。
【図１０】本発明による磁気記録媒体の他の例を示す断面図。
【図１１】本発明による磁気記録媒体の他の例を示す断面図。
【図１２】本発明による磁気記録媒体における配列軸とトラック長さ方向とのなす角度と粒子配列領域数との間の関係を示す図。
【図１３】実施例において測定した粒子配列領域のトラック幅方向のサイズと媒体ノイズパワーとの関係を示す図。
【図１４】実施例において測定した磁性結晶粒子の平均間隔と媒体ノイズパワーとの関係を示す図。
【図１５】実施例において測定した磁性結晶粒子の平均間隔と活性化体積との関係を示す図。
【図１６】実施例において測定した非磁性粒子の平均間隔と媒体ノイズパワーとの関係を示す図。
【図１７】実施例において測定した配列軸とトラック長さ方向とのなす角度のＦＷＨＭと媒体ノイズパワーとの関係を示す図。
【図１８】実施例において作製した磁気記録媒体を示す断面図。
【図１９】実施例において作製した磁気記録媒体を示す断面図。
【図２０】実施例において作製した磁気記録媒体を示す断面図。
【符号の説明】
１…粒子配列領域
２…配列軸
３…粒子配列領域
４…配列軸
１０…基板
２０…下地層
３０…磁気記録層
３１…非磁性母材
３２…磁性粒子
３３…磁性母材
３４…非磁性粒子
３５…磁性体部
３６…非磁性体部
３７…界面層
３８…界面層
５０…トラック
５５…記録セル（記録磁区）
６０…記録／再生ヘッド
６１ａ、６１ｂ…再生ヘッドの磁極
６２ａ、６２ｂ…記録ヘッドの磁極
１００…磁気ディスク
１０１…スピンドル
１０２…アクチュエータアーム
１０３…固定軸
１０４…サスペンション
１０５…ヘッドスライダ
１０６…ボイスコイルモータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報の記録・再生を行なうための磁気記録装置および磁気記録媒体ならびにその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のコンピュータの処理速度向上に伴って、情報の記憶・再生を行なう磁気記憶装置（ＨＤＤ）には高速・高密度化が要求されている。しかしながら、高密度化には物理的な限界がある。
【０００３】
磁気ディスク装置では、高密度記録を行なうためには磁性体層に記録される磁区を小さくする必要がある。小さな記録磁区を磁気的に識別するためには磁区間の境界が滑らかであることが必要であり、そのためには磁区を構成する磁性粒子を微小化する必要がある。また、高密度記録を行なうためには磁性体層の膜厚も小さくする必要があり、従って磁性体層の各磁区を構成する磁性粒子の体積は小さくなる。
【０００４】
しかし、磁性粒子を微小化すると、各磁性粒子の有する磁気異方性エネルギー（磁気異方性エネルギー密度×磁性粒子体積）が熱揺らぎエネルギーよりも小さくなってしまう可能性がある。磁性粒子の磁気異方性エネルギーが熱揺らぎエネルギーよりも小さくなってしまうと、熱揺らぎによって任意の位置の磁性粒子が反転しまうために媒体ノイズが増加してＳ／Ｎ比が低下するだけでなく、もはや磁区を保持することができなくなる。熱揺らぎによる磁化の反転の程度は、磁気異方性エネルギーと熱揺らぎエネルギーとの間のエネルギー差に対して指数的に変化する。つまり、磁気異方性エネルギーが熱揺らぎエネルギーよりもわずかに大きくなるように個々の磁性粒子の粒径を調整すれば、熱揺らぎによるＳ／Ｎ比の低下および磁化の反転を実用上避けることができる。従って、磁性粒子の粒径を調整してＳ／Ｎ比の低下および磁化の反転を防ぐためには、個々の磁性粒子の粒径をできるだけ小さくするとともに、粒径のばらつきをできる限り小さくして不必要に粒径の小さな磁性粒子が存在しないようにすることが必要である。
【０００５】
しかしながら、従来行われてきたようなスパッタ法によって磁性体の連続薄膜を作製する方法では、磁性粒子の粒径を直接的に調整することができず、磁性粒子を一様に小さくすることは困難であった。また、スパッタ法で磁性体の連続薄膜を作製する代わりに、半導体プロセス等の研究で使われている電子線描画によって磁性体薄膜を直接加工することも行われている。これは、磁性材料を電子線によって人工的に「切る」ことによって磁性粒子を作製するため、粒径および粒径のばらつきが小さな磁性粒子を作製することができる。また、電子線描画を使ってディスク全面にわたりコヒーレントに磁性粒子を配列させたような場合には、通常のランダムに磁性粒子が配置している場合に比べて、磁化転移部から来るノイズやジッタ、サイドライティング等の問題が小さくなることが報告されている（Ｒ．Ｗｈｉｔｅ：Ｄａｔａ Ｓｔｏｒａｇｅ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９７，ｐ．５５）。しかしながら、電子線描画はコストおよび時間がかかるため、磁気記録媒体を低コストで大量生産する用途には適用できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、Ｓ／Ｎ比を向上させ高密度記録を行うことが可能な磁気記録装置および磁気記録媒体ならびにその製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気記録装置は、基板上に形成された磁気記録層を有する磁気記録媒体と、前記磁気記録層に形成されたトラック上に記録セルを形成することにより情報を記録する記録ヘッドと、前記磁気記録層に記録された情報を再生する再生ヘッドとを有し、前記磁気記録層は非磁性母材中に磁性粒子が分散され、前記磁気記録層の表面で前記磁性粒子が規則的に配列した複数の粒子配列領域が形成された構造を有し、前記粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは前記再生ヘッドのトラック幅の１／５以上であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の磁気記録装置は、基板上に形成された磁気記録層を有する磁気記録媒体と、前記磁気記録層に形成されたトラック上に記録セルを形成することにより情報を記録する記録ヘッドと、前記磁気記録層に記録された情報を再生する再生ヘッドとを有し、前記磁気記録層は磁性母材中に非磁性粒子が分散され、前記磁気記録層の表面で前記非磁性粒子が規則的に配列した複数の粒子配列領域が形成された構造を有し、前記粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは前記再生ヘッドのトラック幅の１／５以上であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の磁気記録媒体は、基板と、基板上に形成された磁気記録層を有し、前記磁気記録層に形成されたトラック上に記録セルを形成することにより情報が記録されるものであって、前記磁気記録層は非磁性母材中に磁性粒子が分散され、その表面で前記磁性粒子が規則的に配列した複数の粒子配列領域が形成された構造を有し、前記粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは磁気記録層上に形成されたトラック幅の１／５以上であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の磁気記録媒体は、基板と、基板上に形成された磁気記録層を有し、前記磁気記録層に形成されたトラック上に記録セルを形成することにより情報が記録されるものであって、前記磁気記録層は磁性母材中に非磁性粒子が分散され、その表面で前記非磁性粒子が規則的に配列した複数の粒子配列領域が形成された構造を有し、前記磁性母材は互いに２ｎｍ以下の平均間隔で隔てられた複数の磁性結晶粒子で構成され、前記非磁性粒子は１ｎｍ以上の平均粒径を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性層上にブロックコポリマー層を形成する工程と、前記ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程と、海島構造を有するブロックコポリマー層を通して前記非磁性基板をエッチングする工程と、前記非磁性基板のエッチング領域に磁性層を堆積する工程と、残留ポリマー層およびその上の磁性層をリフトオフする工程とを具備したことを特徴とする。この方法において、非磁性層は非磁性基板を含むものとする。
【００１２】
本発明の他の磁気記録媒体の製造方法は、基板上に下地層を形成する工程と、前記下地層上に非磁性層を形成する工程と、前記非磁性層上にブロックコポリマーを形成する工程と、前記ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程と、海島構造を有するブロックコポリマー層を通して前記非磁性層をエッチングする工程と、前記非磁性層のエッチング領域に磁性層を堆積する工程と、残留ポリマー層およびその上の磁性層をリフトオフする工程とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の磁気記録媒体の製造方法は、基板上に磁性層を形成する工程と、前記磁性層上にブロックコポリマー層を形成する工程と、前記ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程と、海島構造を有するブロックコポリマー層を通して前記磁性層をエッチングする工程と、前記磁性層のエッチング領域に非磁性層を堆積する工程と、残留ポリマー層およびその上の非磁性層をリフトオフする工程とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の磁気記録媒体の製造方法は、基板上に連続非磁性膜を形成する工程と、前記連続非磁性膜上に、配列された開口を有する自己組織化マスクを配置する工程と、前記マスクを通して前記連続非磁性膜をエッチングして前記連続非磁性膜中に配列された孔を形成する工程と、前記連続非磁性膜中に形成された孔中に磁性体を堆積して磁性粒子を形成する工程とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明を詳しく説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る磁気記録装置の一例を示す斜視図である。磁気ディスク１００はスピンドル１０１に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより回転する。一方、アクチュエータアーム１０２が固定軸１０３に取り付けられ、サスペンション１０４およびその先端のヘッドスライダ１０５を支持している。磁気ディスク１００が回転すると、ヘッドスライダ１０５の媒体対向面は磁気ディスク１００の表面から所定量浮上した状態で保持され、情報の記録／再生を行う。アクチュエータアーム１０２の基端にはリニアモータの１種であるボイスコイルモータ１０６が設けられている。ボイスコイルモータ１０６はアクチュエータアーム１０２のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルとこのコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とを含む。アクチュエータアーム１０２は固定軸１０３の上下２個所に設けられた図示しないボールベアリングによって支持され、ボイスコイルモータ１０６により回動するようになっている。
【００１７】
図１に示した磁気ディスク１００のような磁気記録媒体は、基板上に磁気記録層が形成された構造を有する。基板と磁気記録層との間には下地層（シード層）が形成されていてもよい。磁気記録層上には保護層が形成されていてもよい。磁気記録層の表面に形成されたトラック上に記録セルが形成されることにより情報が記録される。
【００１８】
図２に本発明の磁気記録装置における媒体と記録／再生ヘッドとの位置関係を模式的に示す。図２ではディスク表面の一部に形成された１つのトラック５０を示している。トラック５０はトラック幅Ｗｔを有する。ヘッドスライダー１０５の先端部には記録／再生ヘッド６０が形成されている。ディスクの回転によりヘッドスライダー１０５がディスクとの間に一定距離を保って浮上し、記録／再生ヘッド６０はディスクに対して相対的に移動する。記録ヘッドから発せられる磁界によりトラック５０上に一連の記録セル（記録磁区）５５が形成され、情報が記録される。一方、再生ヘッドがトラック５０上に形成された記録セル５５を走査することにより、記録された情報が再生される。
【００１９】
図３に再生ヘッドおよび記録ヘッドのトラック幅の関係を模式的に示す。図３において、６１ａおよび６１ｂは再生ヘッドの磁極、６２ａおよび６２ｂは記録ヘッドの磁極を示す。図３に示すように、再生ヘッドのトラック幅Ｗｒは記録ヘッドのトラック幅Ｗｗよりも狭くなっている。これは、トラック端における磁区の乱れが再生信号に及ぼす影響を除くためである。
【００２０】
図４は、本発明に係る磁気記録媒体の一例を示す平面図である。この磁気記録媒体を構成する磁気記録層は、非磁性母材３１中に磁性粒子３２が分散した構造を有する。磁気記録層の表面には非磁性母材３１中に磁性粒子３２が規則的に配列した複数の粒子配列領域（ドメイン）１が形成されている。各粒子配列領域１内では磁性粒子３２が一定の配列軸２に沿って配列されている。ここで、配列軸とは、隣接する磁性粒子間の距離が最も小さい粒子どうしを結んだ軸である。磁性粒子３２が三角格子状に配列されているときには、３方向に向く配列軸２が存在する。１つの配列軸２上には３個以上の磁性粒子３２が配置されている。
【００２１】
図４に示した本発明の磁気記録媒体においては、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさが、磁気記録層上に形成されたトラック幅の１／５以上である。図４の磁気記録媒体を用いた本発明の磁気記録装置においては、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさが、再生ヘッドのトラック幅の１／５以上である。
【００２２】
磁性粒子３２を形成する材料には、飽和磁化Ｉｓが大きくかつ磁気異方性が大きいものが適している。このような磁性金属材料としては、例えばＣｏ、Ｐｔ、Ｓｍ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂｉ、およびＡｌならびにこれらの金属の合金からなる群より選択される少なくとも１種が用いられる。これらの磁性金属材料のうちでは、結晶磁気異方性の大きいＣｏ基合金、特にＣｏＰｔ、ＳｍＣｏ、ＣｏＣｒをベースとしたものがより好ましい。具体的には、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｐｔ、Ｃｏ、Ｆｅ、などである。また、これらの他にも、Ｔｂ−Ｆｅ、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｔｂ−Ｃｏ、Ｇｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｇｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、ＰｔＭｎＳｂ、ＦｅＰｔ、Ｃｏフェライト、Ｂａフェライト等の、Ｃｏ基合金、希土類−遷移金属合金、規則合金、磁性酸化物などから幅広く選択することができる。飽和磁化、保磁力等の磁気特性を制御する目的で、上記の磁性体にさらにＦｅ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つ以上の元素と合金化させてもよい。また、これらの金属または合金に、磁気特性を向上させるための添加物、例えばＣｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｖ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｂ等、またはこれらの元素と、酸素、窒素、炭素および水素からなる群より選ばれる少なくとも一つの元素との化合物を加えてもよい。
【００２３】
非磁性母材としては、一般式Ｍ−Ｇで表される化合物、あるいは炭素原子、有機物等が挙げられる。ここで、ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｉｎ、ＳｎおよびＢからなる群より選択される少なくとも１つの元素、Ｇは酸素、窒素および炭素からなる群より選択される少なくとも１つの元素である。具体的には、Ｃ、Ｓｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ｚｒ−Ｏ、Ｔｉ−Ｏ、Ｔａ−Ｏ、Ｉｎ−Ｏ、Ｓｉ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、Ｚｒ−Ｎ、Ｔｉ−Ｎ、Ｔａ−Ｎ、Ｉｎ−Ｎ、Ｂ−Ｎ、Ｓｉ−Ｃ、Ｔｉ−Ｃ、Ｂ−Ｃ、ＳｉＡｌ−ＯＮ、Ｓｉ−ＯＮ、ＡｌＴｉ−ＯＣ、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ、テフロンなど、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、有機物から幅広く選択できる。もちろん、これらの母材にさらに非磁性の元素（特定の結晶構造を持つバルクでは磁性体となる材料であっても添加状態では非磁性となる元素も含む）を添加してもよい。この場合、添加元素が母材中に固溶していても構わないし、相分離した状態であっても構わない。また、添加元素が微粒子となって母材中に存在していても構わない。
【００２４】
粒子配列領域１の形状はどんなものであっても構わない。また、粒子配列領域１間の境界がある大きさを有する遷移領域、すなわち配列軸が乱れている領域となっていても構わない。粒子配列領域１内部の磁性粒子３２の配列の度合いは、例えば、配列軸２が必ずしも磁性粒子３２の中心部を通過しない、といったある程度の乱雑さを含んでいても構わない。
【００２５】
本発明において、磁性粒子３２が規則的に配列されているということは、最近接磁性粒子間距離の分布の全半値幅（ＦＷＨＭ）が最近接磁性粒子間の平均距離の±４０％以下であることを意味する。
【００２６】
磁気記録媒体が持つ磁気異方性は、面内方向でも垂直方向でも構わない。面内媒体であれば、現行の記録再生システムがそのまま使えるので好ましい。また、垂直媒体であれば、磁性粒子３の体積を大きくすることができるので磁気異方性エネルギーが大きくなり、その結果熱揺らぎの問題が発生しにくく好ましい。
【００２７】
磁性粒子が配列している媒体では、従来の磁性粒子がランダムに配置している媒体に比べて、磁化転移部に起因するノイズやジッタ、サイドライティング等の問題が小さくなることが報告されている（Ｒ．Ｗｈｉｔｅ：Ｄａｔａ Ｓｔｏｒａｇｅ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９７，ｐ．５５）。しかし、この文献で想定しているのはディスク全面にわたりコヒーレントに磁性粒子が配列している媒体であり、電子線描画によるパターニングを用いない限り、このような媒体は作製不可能である。
【００２８】
本発明に係る磁性粒子が配列した磁気記録媒体は、後述するように例えばブロックコポリマーの自己組織化現象（相分離現象）を利用して製造される。ブロックコポリマーの自己組織化現象を利用する場合、大面積にわたって磁性粒子が同じ方向に配列している磁気記録媒体を得るのが一般に困難である。なぜならば、不純物、ダスト、基板の欠陥等の外乱要因が存在するためである。このような外乱要因が存在する結果、磁性粒子が同じ方向に配列する複数の粒子配列領域が媒体上に存在し、粒子配列領域間の配列方向は異なることになる。
【００２９】
本発明に係る磁気記録装置または磁気記録媒体において、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは、再生ヘッドのトラック幅の１／５以上、または磁気記録層上に形成されたトラック幅の１／５以上である。これは、本発明者らが、上記のような構成を有する本発明の磁気記録媒体では、所定の条件で評価したエラーレートが、磁性粒子がランダムに配列している従来の媒体の９０％に低減されることを実験により見出したことによる。
【００３０】
図４に示す本発明の磁気記録媒体においては、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは、トラック幅の３倍以上であることが好ましい。本発明者らは、トラック幅方向の粒子配列領域がこのような大きさであると、単一周波数で記録した状態での媒体ノイズが９０％に低減されることを実験によって見出している。また、本発明者らは、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさがさらに大きくなるにつれて、媒体ノイズを低減する効果があることも実験によって見出している。媒体ノイズが低減することはＳ／Ｎ比の向上をもたらすため、熱揺らぎを起こさない同様のランダム磁性粒子媒体よりも、記録密度を向上させた磁気記録媒体を得ることができる。ただし、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさがトラック幅よりも大きいと、転移幅の揺らぎは粒子配列領域内では一定であるが、粒子配列領域間では異なってくる。この影響は、転移ジッターとして現れる傾向がある。
【００３１】
なお、エラーレートは、符号化方法など、システムの諸特性に強く依存する。したがって、適用しようとするシステムで要求される媒体ノイズおよびエラーレートを考慮して、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさを、トラック幅の１／５以上の範囲の大きさで適宜設計することが好ましい。
【００３２】
本発明に係る磁気記録媒体では、磁性粒子３２の平均粒径が２ｎｍ以上であり、磁性粒子間の平均間隔が１ｎｍ以上であることが好ましい。現実的に得られる磁気異方性エネルギーから考えて、磁性粒子３２の粒径が２ｎｍよりも小さいと安定な磁化状態を保つのが難しい。また、磁性粒子３２間の平均間隔が１ｎｍ以上でないと交換相互作用により隣接する磁性粒子３２の間で磁化反転が引き起こされ、磁性粒子３２が配列した効果が得られなくなってしまうため好ましくない。なお、磁性粒子３２がその周縁部に非磁性の殻を持つような微細構造を持つ場合には、磁性粒子３２間の距離には当然この殻の部分の厚さが含まれる。
【００３３】
図５は、本発明に係る磁気記録媒体の他の例を示す平面図である。この磁気記録媒体を構成する磁気記録層は、磁性母材３３中に非磁性粒子３４が分散した構造を有する。磁性母材３３は磁性結晶粒子を含む。磁性母材３３内において、磁性結晶粒子の結晶方向は互いに異なっていてもよい。磁気記録層の表面には磁性母材３３中に非磁性粒子３４が規則的に配列した複数の粒子配列領域３が形成されている。各粒子配列領域３内では非磁性粒子３４が一定の配列軸４に沿って配列されている。非磁性粒子３４が三角格子状に配列されているときには、３方向に向く配列軸４が存在する。１つの配列軸４上には３個以上の非磁性粒子３４が配置されている。
【００３４】
本発明に係る磁気記録媒体においては、磁性母材３３を構成する磁性結晶粒子間の平均間隔が２ｎｍ以下であり、非磁性粒子３４の平均粒径が１ｎｍ以上である。磁性母材３３を構成する磁性結晶粒子は、それらの間の平均間隔が２ｎｍ以下であるため、互いに交換相互作用を及ぼしあっている。一方、非磁性粒子３４は１ｎｍ以上の平均粒径を有するため、磁性結晶粒子間の交換相互作用を切断するか、十分に弱めることができる。このため、記録動作により磁性母材３３中に形成される磁壁は非磁性粒子３４の位置でピンニングされて停止する。したがって、磁気記録層上に形成される反転磁区の形状の乱れが少なくなり、媒体ノイズを小さくできる。
【００３５】
磁性母材３３の材料は、図４に示した磁性粒子３１の材料と同様である。非磁性粒子３４の材料は、図４に示した非磁性母材３２の材料と同様である。粒子配列領域３の形状はどんなものであっても構わない。また、粒子配列領域３間の境界にある大きさを有する遷移領域が形成されていてもよい。粒子配列領域３内部の非磁性粒子３４の配列の度合いは、例えば、配列軸４が必ずしも非磁性粒子３４の中心部を通過しない、といったある程度の乱雑さを含んでいても構わない。本発明に必要な配列の度合いは例えば、空間のＦＦＴ分析を行なった結果において、最低限、局所的なスポットが見える程度であればよい。磁性母材３３が持つ磁気異方性は、面内方向でも垂直方向でも構わない。面内媒体であれば、現行の記録再生システムがそのまま使えるので好ましい。また、垂直媒体であれば、反磁界が反転磁区の形成を助ける方向に作用するので、高密度記録が可能となり好ましい。
【００３６】
図５に示す媒体において非磁性粒子１０を配列させるプロセスは、図４に示す媒体の磁性粒子３を配列させるプロセスと同様に、後述するブロックコポリマーの自己組織化現象を用いる。このため、前述したように、複数の粒子配列領域が生じる。
【００３７】
図５に示す本発明の磁気記録媒体においては、粒子配列領域３のトラック幅方向の大きさが、磁気記録層上に形成されたトラック幅の１／５以上であることが好ましい。図５の磁気記録媒体を用いた本発明の磁気記録装置においては、粒子配列領域３のトラック幅方向の大きさが、再生ヘッドのトラック幅の１／５以上であることが好ましい。
【００３８】
これは、本発明者らが、上記のような構成を有する磁気記録媒体では、所定の条件で評価したエラーレートが、磁性粒子がランダムに配列している従来の媒体の９０％に低減されることを実験により見出したことによる。非磁性粒子３４によって磁壁がピンニングされる結果、磁壁の形状がほぼ直線になるため、図４のように規則的に配列した磁性粒子３２を有する媒体の場合とほとんど同じ形状の記録セルが形成される。この結果、図４に示す媒体と同様な傾向が得られるものと推定される。
【００３９】
また、媒体ノイズを低減する観点からは、粒子配列領域３のトラック幅方向の大きさが、磁気記録層上に形成されたトラック幅の３倍以上であることが好ましい。
【００４０】
また、図５に示した本発明の磁気記録媒体では、トラック幅方向の非磁性粒子間の平均間隔が磁気記録層上に形成されたトラック幅以下であることが好ましい。図５の磁気記録媒体を用いた本発明の磁気記録装置では、トラック幅方向の非磁性粒子間の平均間隔が記録ヘッドのトラック幅以下であることが好ましい。非磁性粒子３４の平均間隔が上記の条件を満たしていないと、非磁性粒子３４によってピンニングされる磁壁がトラック幅を越えて形成される。このことはトラック間の干渉を起こし、大きな媒体ノイズの原因となるため好ましくない。
【００４１】
次に、本発明の磁気記録媒体の断面構造の例を図６〜図１１を参照してより詳細に説明する。これらの図において、磁性体部３５は図４における磁性粒子でもよいし、図５における磁性母材でもよい。同様に、非磁性体部３６は図４における非磁性母材でもよいし、図５における非磁性粒子でもよい。
【００４２】
図６は本発明に係る磁気記録媒体の一形態を示す断面図である。図６において、基板１０上に下地層２０が形成され、この下地層２０上に磁気記録層を構成する磁性体部３５および非磁性体部３６が形成されている。下地層２０は多層構造を有していてもよい。この図では、磁性体部３５の下の下地層２０の厚さは非磁性体部３６の下の下地層２０の厚さよりも厚くなっている。
【００４３】
基板１０としては、金属、ガラス、セラミクスなどを用いることができる。
【００４４】
下地層２０は磁性体または非磁性体からなる。多層構造の下地層では複数の磁性体および／または非磁性体が用いられる。下地層２０の厚さは、１０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度である。厚さが１０ｎｍを下回ると下地層２０としての機能がなくなり、また厚さが１０００ｎｍを越えると下地層２０の作製に時間がかかり量産に適さなくなるので、好ましくない。
【００４５】
磁性体からなる下地層２０は、磁気記録層に効率的な記録／再生を行なうために、磁気記録層中の記録セルと交換相互作用・静磁気相互作用を介して磁気的に結合されている。記録セルと交換結合するように設置する例としては、磁化反転しやすい磁性下地層を用いて記録セルを安定化する、または、磁化の大きな磁性下地層を用いて再生出力を増加させる等が挙げられる。
【００４６】
非磁性体からなる下地層２０は、磁性体部３５や非磁性体部３６の結晶構造を制御する目的、または基板１０からの不純物の混入を防ぐ目的で設置される。例えば、磁性体部３５の所望の結晶配向の格子間隔に近い格子間隔を持つ下地層２０を用いれば磁性体部３５の結晶状態を制御することが可能である。また、ある表面エネルギーを持ったアモルファス下地層２０を用いることにより、磁性体部３５または非磁性体部３６の結晶性またはアモルファス性を制御する場合もある。基板１０からの不純物の混入を防ぐ目的には、格子間隔の小さいまたは緻密な薄膜を下地層２０として用いればよい。
【００４７】
磁性体または非磁性体の下地層２０は、各々の機能を兼ね備えていても構わない。すなわち、磁性下地層２０により磁性体部３５の結晶性を制御するようにしても構わない。この場合には、記録／再生特性上の効果と結晶性上の効果とが相乗されるので各々の場合よりも好ましい。このような機能を果たす下地層２０としては、例えばアモルファスのＣｏＺｒＮｂなどが挙げられる。
【００４８】
下地層２０は、イオンプレーティング、雰囲気ガス中でのドープ、中性子線照射等によって基板１０の表面を改質した表面改質層であっても構わない。この場合、薄膜堆積のプロセスを介さなくて済むので、媒体作製上好ましい。
【００４９】
現在の磁気記録媒体はＣｒ系非磁性合金下地層の上にＣｏＣｒ系磁性層を堆積する構成が多い。この場合、下地層と磁性層との間には互いの元素が拡散した界面層が形成されやすい。このような界面層が形成されやすい下地層／磁性体の材料系で本発明による磁気記録媒体を作製すると、界面層が磁性体部３５、非磁性体部３６ともに広がっていって、両者の境界があいまいになる。また、非磁性体部３６と下地層２０との間の界面と磁性体部３５との間で原子が相互拡散する結果、磁性体部３５と非磁性体部３６との境界部分の組成が磁性体部３５の中央部分の組成と異なる場合がある。
【００５０】
こうした状況を回避するには、磁性体部３５の直下の下地層２０の厚さを非磁性体部３６の直下の下地層の厚さよりも厚くすればよい。こうすることによって、磁性体部３５部直下と非磁性体部３６直下の界面層との間の原子の拡散は抑制される。また、磁性体部３５に比べて非常に活性な界面層ができるような非磁性材料を非磁性体部３６に用いることも可能になり、磁気記録層の材料選択の幅を広げる効果が得られる。
【００５１】
このような効果が得られる下地層２０の厚さの差は、界面層の厚さにもよるが、０．５ｎｍ以上であればよい。厚さの差に上限は特に制限されないが、媒体作製、下地層２０の厚さを考慮すれば、現実的に厚さの差は２０ｎｍ以下であるのが好ましい。
【００５２】
図７は、本発明に係る磁気記録媒体の他の形態を示す断面図である。図７において、基板１０上に下地層２０が形成され、この下地層２０上に磁気記録層を構成する磁性体部３５および非磁性体部３６が形成されている。この図では、非磁性体部３６の一部と下地層２０との間に、磁性体部３５を構成する元素の少なくとも１つを含有する界面層３７が形成されている。
【００５３】
一般に、磁性体部３５は、下地層２０から磁性または非磁性の不純物原子が拡散して混入すると下地層２０側での磁気特性が変化する。磁気記録媒体では、磁性体部３５の下地層２０側の部分とそれ以外の部分、特に磁気記録ヘッドと対向する表面側の部分とで磁気特性が異なることは、安定した記録／再生の観点から好ましくない。一方、本発明による磁気記録層を構成する非磁性体部３６は、磁性体部３５間の交換相互作用を切断する、および一部磁性体部３５となるなどして静磁エネルギー分布に乱れを作らない、という要件を満たしていればよい。そのため、非磁性体部３６は、下地層２０から磁性または非磁性の不純物原子が拡散してきてもその影響は小さい。そこで、非磁性体部３６と下地層２０との間に積極的に磁性体部３５を構成する元素の少なくとも１つを含有する界面層３７を形成することによって、下地層２０から界面層３７への原子の拡散を起こさせる。下地層２０から界面層３７への原子の拡散が起きることにより、下地層２０から磁性体部３５への原子の拡散を抑制することができる。その結果、磁性体部３５の下地層２０側の部分と表面側の部分とで磁気特性が異なるという問題を解決することができる。また、界面層３７を導入することによって、非磁性体部３６と下地層２０との間の密着性を向上させ、非磁性体部３６と下地層２０の間での剥離などを防ぐことができる。磁気記録媒体上の磁気ヘッドはサブμｍの非常に小さなスペーシングで動作するので、一部でもこういう剥離があると磁気記録システムとして動作しなくなる。
【００５４】
界面層３７の媒体面方向から見た面積については特に制限はないが、非磁性体部３６の面積の０．５％以上の面積を持つことが好ましい。このような面積を有することによって、界面層３７としての有効な作用が期待できる。界面層３７を構成する材料は、磁性元素および非磁性元素のいずれか、または両者の混合物である。なお、上記の効果に影響を及ぼさない範囲において、界面層３７は磁性体部３５と接していてもいなくてもよい。なお、図７に示した界面層３７は、界面でのミキシングの役割を果たせば十分であるので、平均厚さが５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５５】
図８は本発明に係る磁気記録媒体の他の形態を示す断面図である。この図では、磁性体部３５を連結する界面層３７が形成されている。このように界面層３７が存在することにより、下地層２０から磁性体部３５への原子拡散の影響をより小さくする、また下地層２０と非磁性体部３６と間の密着性をより向上させるという効果が得られる。また、磁性体部３５が界面層３７によって互いに連結されることにより、磁性体部３５が下地層２０上に連続して存在しているとみなすことができる。そのため、磁性体部３５の結晶構造を下地層２０によってより容易に調整できるという効果もある。
【００５６】
なお、界面層３７は磁性体部３５とほぼ同様の組成を持っていてもよい。界面層３７は膜厚が５ｎｍ以下と小さいので、磁性体部３５とほぼ同様の組成であっても、界面層３７を構成する磁性結晶粒子間の交換相互作用が十分に小さければ、超常磁性の効果によって非磁性体となる。また、膜厚が５ｎｍと小さいのでほとんどが下地層２０上での界面層３７となり、この点からも磁性体間の交換結合という悪影響を避けることができる。
【００５７】
界面層３７が図７および図８のいずれの構造を取るかは、複数の効果があることもあって、下地層２０、磁性体部３５、非磁性体部３６を形成する材料によって選ぶべきものである。
【００５８】
図９は本発明に係る磁気記録媒体の他の形態を示す断面図である。図９において、基板１０上に磁気記録記録層を構成する磁性体部３５および非磁性体部３６が形成されている。非磁性体部３６の一部の上に、磁性体部３５を構成する元素の少なくとも１つを含有する界面層３８が形成されている。なお、基板１０と磁性体部３５および非磁性体部３６との間に下地層が形成されていてもよい。基板１０および下地層は、図６の記録媒体において用いられているものと同様である。
【００５９】
一般に、磁気記録媒体においては、磁気記録層上に保護層が形成されるので、磁気記録層に対する保護層の密着性は重要である。保護層を用いない場合でも、磁気記録層上に潤滑層が形成されるので、磁気記録層に対する潤滑層の密着性および濡れ性が重要となってくる。
【００６０】
磁性体部３５を構成する元素の少なくとも１つを含有する界面層３８を非磁性体部３６上に形成することによって、非磁性体部３６と保護層との間の密着性を向上させることができる。また、上述のような界面層３８を形成することによって、磁性体部３５のみに対して密着性および保護性能の良い保護層を開発すればよいので、材料選択の幅、大量生産性、コスト等の観点において好ましい。なお、図９に示した界面層３８は、平均厚さが５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００６１】
図１０は本発明に係る磁気記録媒体の他の形態を示す断面図である。この図では非磁性体部３６上に磁性体部３５を連結する界面層３８が形成されている。このような界面層３８が存在すると、非磁性体部３６と保護層との間の密着性をより向上させることができる。また、磁性体部３５が界面層３８によって互いに連結されることにより、磁性体部３５が非磁性体部３６の上にも連続して存在しているとみなすことができる。そのため、保護層の密着性が向上するという効果もある。なお、界面層３８は磁性体部３５とほぼ同様の組成を持っていてもよい。界面層３８は膜厚が５ｎｍ以下と小さいので、磁性体部３５とほぼ同様の組成であっても、界面層３８を構成する磁性結晶粒子間の交換相互作用が十分に小さければ、超常磁性の効果によって非磁性体となる。また、膜厚が５ｎｍと小さいのでほとんどが前述した非磁性体部３６上の界面層３７となり、この点からも磁性体間の交換結合という悪影響は避けることができる。
【００６２】
界面層３８が図９および図１０のいずれの構造を取るかは、複数の効果があることもあって、下地層２０、磁性体部３５、非磁性体部３６を形成する材料によって選ぶべきものである。
【００６３】
図１１は本発明に係る磁気記録媒体の他の形態を示す断面図である。図１１において、基板１０上に下地層２０が形成され、この下地層２０上に磁気記録記録層を構成する磁性体部３５および非磁性体部３６が形成されている。図１１では非磁性体部３６が下地層２０と接触した初期層３６ａとその上の成長層３６ｂとからなっている。
【００６４】
一般に、磁性体と非磁性体とは膨張率などの機械的特性が異なるため、両者が接していると歪みが発生しやすい。磁性体部３５と非磁性体部３６との間に歪みが発生すると、磁気記録層中への亀裂の進入、劣化、剥離などの問題が発生する。図１１のように非磁性体部３６が初期層３６ａと成長層３６ｂに分かれていると、両者の界面が歪みを緩衝する領域となり、歪みの影響を小さくすることができる。この目的のためには、初期層３６ａと成長層３６ｂとの界面が形成されればよいので、これらの層の厚さは特に制限されない。同様な効果は磁性層にも適用できる。
【００６５】
本発明の磁気記録媒体においては、非磁性母材中に磁性粒子が規則的に配列した構造または磁性母材中に非磁性粒子が規則的に配列した構造を有する粒子配列領域に関して、それらの配列軸がトラック長さ方向となす角度の分布の半値幅が４０°以下であることが好ましい。
【００６６】
上記の配列軸とは、図４に示すように各粒子配列領域１内において磁性粒子３２が配列している配列軸２、および図５に示すように各粒子配列領域３内において非磁性粒子３４が配列している配列軸４のうち、トラック長さ方向に最も近い配列軸のことである。
【００６７】
配列軸２または４とトラック長さ方向とのなす角度は、粒子配列領域１または２内における磁性粒子３２または非磁性粒子３４の配列が三角格子の場合には最大６０°であり、四角格子の場合には最大４５°である。図１２は、配列軸とトラック長さ方向とのなす角度と粒子配列領域数との間の関係を示す図である。図１２に示すように、配列軸とトラック長さ方向とのなす角度に対して粒子配列領域数はある分布を有する。一方、ランダム媒体では、配列軸とトラック長さ方向とのなす角度はフラットな分布を示すとみなすことができる。
【００６８】
磁気記録媒体を回転させて磁気ヘッドで再生することを考えると、各粒子配列領域の配列軸がトラック長さ方向に対して揃っているほど、ヘッドと配列軸との間のずれが一定であるかまたはある値以下となるため、ずれによって発生する媒体ノイズ・ジッタ等が減少するので好ましい。すなわち、トラック長さ方向とのなす角度が小さい配列軸を有する粒子配列領域が多く存在することが好ましい。
【００６９】
本発明者らは、粒子配列領域内で三角格子が形成されている磁気記録媒体について、配列軸とトラック長さ方向とがなす角度の分布のＦＷＨＭと媒体ノイズとの間の相関を調べたところ、ＦＷＨＭが４０°のときに６０°のときのノイズレベルの９０％になることを見出している。粒子配列領域の配列軸がトラック長さ方向となす角度の分布の半値幅ＦＷＨＭは４０°以下であることが好ましく、より好ましくは２０°以下、さらに好ましくは１０°以下である。上述の条件は、磁性粒子３２または非磁性粒子３４の配列度合いのみに関わることである。従って、図４の媒体でも図５の媒体でも効果は同じである。
【００７０】
次に、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法について説明する。本発明は、ブロックコポリマーの自己組織化を利用する以下に説明する第１から第８までの製造方法を含んでいる。各方法は、本発明に係る磁気記録媒体を製造する上で有効である。
【００７１】
（１）第１の方法
第１の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）非磁性基板の上にブロックコポリマー層を形成する工程、（ｂ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｃ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して非磁性基板をエッチングする工程、（ｄ）非磁性基板のエッチング領域に磁性層を堆積する工程、（ｅ）残留ポリマー層およびその上の磁性層をリフトオフする工程。なお、（ｄ）工程では、下地層および磁性層を順次堆積してもよい。下地層は多層構造でもよい。以下、上記の各工程について説明する。
【００７２】
（ａ）非磁性基板上にブロックコポリマー層を形成する工程。
【００７３】
ブロックコポリマーとは、複数の異なるホモポリマーを構成成分とする直鎖ポリマーからなるコポリマーのことである。なお、ブロックコポリマーは、二元でもよいし、三元以上でもよい。ブロックコポリマーとしては、例えば、ポリスチレンとポリイソプレンを７：３の割合で含有し、分子量Ｍｗが５０万程度、分子量の分散が１．１以下のものが挙げられる。ブロックコポリマーは、例えばセロソルブ系溶媒に溶解して用いられる。この溶液を非磁性基板上にスピンコート等によって塗布して、ブロックコポリマー層を形成する。
【００７４】
（ｂ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程。
【００７５】
ブロックコポリマー層をアニールすると、海島構造と呼ばれる自己組織化構造（相分離構造）を形成する。海島構造とは、ジブロックコポリマーでは一方のブロックが島、他方のブロックが島を取り囲む海となっている構造のことである。一方のブロックが例えば体積分率で約３０％以下のときに海島構造となる。海島構造の一例としては、ポリスチレンの海に最小で１０ｎｍ程度の平均粒径のポリイソプレンの島が規則的に分散しているような構造である。
【００７６】
海島構造を形成したブロックコポリマー層を例えばオゾンで処理すると、後述するＣＦ4を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）におけるエッチング速度比を、ポリスチレンの海：ポリイソプレンの島＝１：４に調整することができる。このように島のエッチングレートが大きければ、後述するブロックコポリマー層を通しての基板のエッチング加工のときに、基板上に島の部分に対応した孔が開口されたパターンを形成することができる。
【００７７】
なお、ブロックコポリマーの海と島のエッチングレートはどちらが大きくても構わない。ただし、海島構造の海および島のどちらのエッチングレートが大きいにしろ、両者の間のエッチングレートの比（選択比）が３以上でないと一般にエッチングによるパターンの作製は困難である。また、材料自体が上記の速度比を有しているときには、前述のオゾン処理等は不要である。オゾン処理等が不要であると、製造工程が削減されるため好ましい。
【００７８】
（ｃ）海島構造が形成されたポリマーを通して非磁性基板をエッチングする工程。
【００７９】
工程（ｂ）においてエッチング速度比が調整された海島構造を有するブロックコポリマー層を通して、ＣＦ4を用いたＲＩＥなどによるエッチング処理を行なう。エッチングによって、まず、ブロックコポリマー層の海島構造のうちのエッチングレートの大きい海または島のみがエッチング除去される。例えば、前述したように、工程（ｂ）においてブロックコポリマー層をオゾン処理した場合には、ポリイソプレンの島のみがエッチング除去され、ポリスチレンの海は残存する。エッチング除去された海または島に続いて非磁性材料の基板がエッチング除去されていく。こうして、ブロックコポリマー層を通して非磁性材料の基板のエッチング加工が行われる。
【００８０】
（ｄ）非磁性基板のエッチング領域に磁性層を堆積する工程。
【００８１】
非磁性基板をエッチング加工した後に、通常のスパッタ等の方法によって磁性層を堆積する。こうして、非磁性基板のエッチング領域（例えば、ポリイソプレンの島に対応する開口部）および残存するブロックコポリマー層（例えば、ポリスチレンの海）の表面に磁性層が堆積される。なお、下地層および磁性層を順次堆積してもよい。この場合、多層構造の下地層を堆積してもよい。
【００８２】
（ｅ）残留ポリマー層およびその上の磁性層をリフトオフする工程。
【００８３】
有機溶剤等によって残留ポリマー層（例えば、ポリスチレン）とともに、その上に磁性層または下地層および磁性層をリフトオフして除去する。その後、他の残留物をアッシングなどで取り除く。
【００８４】
以上の（ａ）〜（ｅ）の工程により、ブロックコポリマー層の海島構造のパターンに従って、非磁性基板中に磁性層を埋め込むことができる。このようにして、非磁性基板（非磁性母材）中に磁性粒子が分散した本発明による磁気記録媒体を形成することができる。
【００８５】
上記の方法は、電子線描画によってマスクを作製する方法に比べて、マスク形成プロセスが不要なので安価であることは明らかである。また、アニール時には同時に複数枚の媒体を処理できるので、スループットの低下にはつながらない。
【００８６】
この方法によれば、基板が非磁性母材を兼ねているため、残留ブロックコポリマー層を除去した後に化学機械研磨（ＣＭＰ）等による平坦化処理が必要な場合でも、非磁性母材の剥離の問題が生じない。そのため、研磨条件は磁性体に対してのみ最適化すれば良く、記録媒体の作製が容易となる。このため磁気ヘッドを低いフライングハイトで動作させることができ、高密度記録の点で好ましい。
【００８７】
なお、例えば、Ｍ．Ｐａｒｋ：Ｓｃｉｅｎｃｅ，ｖｏｌ．２７６，ｐ．１４０１，１９９７において説明されているように、海島構造を形成したブロックコポリマー層に対して、オゾン処理の代わりにオスミウム処理を行うと、海と島との間のエッチング速度比を逆転させることが可能である。海のエッチングレートが大きければ、エッチング時に基板上に島の部分を残すパターンを形成することができる。このように非磁性基板を島の部分が残るようにエッチングした後に、海の部分に対応してエッチング除去された基板部分に磁性体材料を充填することによって、磁性母材中に非磁性粒子が配置された構造を有する本発明に係る磁気記録媒体を作製することが可能となる。このように磁性母材中に非磁性粒子が分散した構造の媒体を形成する場合にも、上記と同様な効果が得られる。
【００８８】
（２）第２の方法
第２の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）基板上に非磁性層を堆積する工程、（ｂ）非磁性層上にブロックコポリマー層を形成する工程、（ｃ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｄ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して非磁性層をエッチングする工程、（ｅ）非磁性層のエッチング領域に磁性層を堆積する工程、および（ｆ）残留ポリマー層およびその上の磁性層をリフトオフする工程。なお、（ｅ）工程では、下地層および磁性層を順次堆積してもよい。下地層は多層構造でもよい。
【００８９】
以上の工程のうち、工程（ｂ）〜（ｆ）は、前述した第１の方法における工程（ａ）〜（ｅ）と同様である。
【００９０】
この方法においては、最初に工程（ａ）において基板上に母材となる非磁性層を堆積した後に、工程（ｂ）において非磁性層上にブロックコポリマー層を形成し、工程（ｃ）においてブロックコポリマー層を海島構造にし、工程（ｄ）において反応性イオンエッチングを行う。このとき、エッチング加工によって形成される凹部は、（ｉ）非磁性層の途中にあって非磁性層の材料が露出しているか、または（ｉｉ）基板表面またはそれ以下に達して基板材料が露出しているか、のいずれかである。その後、工程（ｅ）において磁性層、または下地層および磁性層を堆積する。
【００９１】
上記の（ｉ）の場合、非磁性層が磁性層の下の下地層、または下地層の下の下地層としての機能を有することができるため好ましい。例えば、非磁性層としてＺｎＯなどの誘電体薄膜、磁性層としてＣｏＰｔを用いると、ＺｎＯはＣｏＰｔのｃ軸配向を促す作用があるため、磁性層が垂直磁気異方性を持つＣｏＰｔ−ＺｎＯ磁気記録媒体を得ることができる。上記の（ｉｉ）の場合、工程（ｅ）において基板に対して配向性の良い下地層または磁性層を堆積させて磁気記録媒体の磁気特性を向上させることができるため、好ましい。
【００９２】
（３）第３の方法
第３の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）基板に下地層を堆積する工程、（ｂ）下地層上に非磁性層を堆積する工程、（ｃ）非磁性層の上にブロックコポリマー層を形成する工程、（ｄ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｅ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して非磁性層をエッチングする工程、（ｆ）非磁性層のエッチング領域に磁性層を堆積する工程、および（ｇ）残留ポリマー層およびその上の磁性層をリフトオフする工程。なお、（ａ）工程で堆積する下地層は多層構造でもよい。また、（ｆ）工程においては下地層（多層構造でもよい）および磁性層を堆積してもよい。以上の工程のうち、工程（ｃ）〜（ｇ）は、前述の第１の方法における工程（ａ）〜（ｅ）と同じである。
【００９３】
この方法においては、最初に工程（ａ）において基板上に下地層を堆積し、工程（ｂ）において非磁性層を堆積した後、工程（ｃ）においてブロックコポリマー層を形成する。この方法においては、例えば工程（ａ）においてＣｒなどの金属層を下地層として堆積し、工程（ｂ）においてＳｉＯ2などの誘電体を非磁性母材層として堆積する。この場合、工程（ｅ）においてＣＦ4などによるＲＩＥを行ったときに、下地層がエッチングストップ層として作用し、エッチングを正確に下地層の表面で停止させることができるため好ましい。また、エッチングにより下地層が現れてから後もしばらくエッチングを続けることにより、下地層表面の有機物や不純物を取り除いてこの表面を清浄にすることが可能である。この場合、下地層表面に堆積させる磁性層の配向性をより良くすることが可能となるため好ましい。
【００９４】
（４）第４の方法
第４の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）基板上に磁性層を堆積する工程、（ｂ）磁性層上にブロックコポリマー層を形成する工程、（ｃ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｄ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して磁性層をエッチングする工程、（ｅ）磁性層のエッチング領域に非磁性層を堆積する工程、および（ｆ）残留ポリマー層およびその上の非磁性層をリフトオフする工程。なお、（ａ）工程では基板上に下地層（多層構造でもよい）および磁性層を堆積してもよい。以上の工程は、第１および第２の方法における各工程と同様である。
【００９５】
この方法においては、工程（ａ）において基板に磁性層を堆積し、工程（ｂ）においてブロックコポリマー層を形成し、工程（ｄ）においてエッチング加工により磁性層に凹部を形成した後、工程（ｅ）において母材となる非磁性層を埋め込む。工程（ｄ）において磁性体をエッチング加工するためのＲＩＥ反応ガスとしては、一酸化炭素および／またはアンモニアのプラズマを用いればよい。
【００９６】
この方法においては、工程（ａ）において薄膜状態の磁性層が形成されるため、非磁性体の凹部に磁性体を埋め込む場合と比べて、配向性制御や磁気特性制御が容易であるという利点を持つ。また、工程（ａ）において下地層および磁性層を堆積した場合、工程（ｄ）においてエッチング加工を下地層にまで進めることによって、図６に示した構造を有する磁気記録媒体を作製することが可能となる。さらに、工程（ｄ）において、磁性層を完全に除去することなく磁性層の途中までしかエッチング除去しないように加工することによって、図７または図８に示す構造を有する磁気記録媒体を作製することが可能となる。
【００９７】
（５）第５の方法
第５の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）非磁性基板の上にブロックコポリマー層を塗布する工程、（ｂ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｃ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して非磁性基板をエッチングする工程、（ｄ）残留ポリマーを除去する工程、（ｅ）非磁性基板のエッチング領域に磁性層を堆積する工程、および（ｆ）全面を化学機械研磨（ＣＭＰ）する工程。なお、（ｅ）工程では下地層（多層構造でもよい）および磁性層を堆積してもよい。以上の工程のうち、工程（ａ）〜（ｅ）は、前述した第１の方法における各工程と同様である。
【００９８】
この方法においては、工程（ｅ）において磁性層の薄膜を堆積する前に、工程（ｄ）において残留しているポリマーを完全に除去する。こうすることによってポリマーを構成する有機物が磁性層へと混入することが防がれるため好ましい。また、第１〜第４の方法のようにリフトオフプロセスを用いると、磁性体または非磁性体のバリが発生しやすいため、磁気ヘッドを低い浮上量で動作させる媒体では、バリの発生しにくい条件出しをする必要がある。これに対して、第５の方法ではリフトオフプロセスを用いないので、製造が容易になる。一方、この方法においては、全面に堆積された磁性層を平坦化するために工程（ｆ）においてＣＭＰを行う必要がある。この方法においては、工程（ｆ）において非磁性基板の表面が完全に出る前にＣＭＰを止めることにより、図９または図１０に示した、非磁性体部の上に界面層が形成された磁気記録媒体を作製することが可能である。また、この方法は、第１の方法と同様に、基板が非磁性母材として機能するため、非磁性母材の剥離の問題がないという利点の他に、ＣＭＰの条件は磁性体に対してのみ最適化すればよいという利点を有している。なお、磁性母材中に非磁性粒子が分散した構造の媒体を製造する場合にも同様な効果が得られる。
【００９９】
（６）第６の方法
第６の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）基板の上に非磁性層を堆積する工程、（ｂ）非磁性層の上にブロックコポリマー層を形成する工程、（ｃ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｄ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して非磁性層をエッチングする工程、（ｅ）残留ポリマー層を除去する工程、（ｆ）非磁性層のエッチング領域に磁性層を堆積する工程、および（ｇ）全面を化学機械研磨する工程。なお、（ｆ）工程では下地層（多層構造でもよい）および磁性層を堆積してもよい。この方法は、第５の方法を実施する前に、基板の上に非磁性層を堆積する工程（ａ）を行うものである。
【０１００】
この方法においても、第５の方法と同様に、（ｅ）工程において磁性層の堆積前に残留ポリマー層を除去するので、ポリマーの有機物が磁性層に混入することを防ぐとともに、バリの発生の問題がないという利点がある。また、最初に工程（ａ）において基板上に例えば非磁性材料の母材層を堆積した後に、工程（ｂ）においてブロックコポリマー層を形成するため、前述の第２の方法において述べた効果と同様の効果を得ることができる。この方法においても、第５の方法と同様に、工程（ｇ）において非磁性層の表面が完全に現れ前にＣＭＰを止めることにより、図９または図１０に示すような非磁性体部の上に界面層が形成された磁気記録媒体を作製することが可能である。
【０１０１】
（７）第７の方法
第７の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）基板上に下地層を堆積する工程、（ｂ）下地層上に非磁性層を堆積する工程、（ｃ）非磁性層上にブロックコポリマー層を形成する工程、（ｄ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｅ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して非磁性層をエッチングする工程、（ｆ）残留ポリマー層を除去する工程、（ｇ）非磁性層のエッチング領域に磁性層を堆積する工程、および（ｈ）全面を化学機械研磨する工程。なお、（ａ）工程で堆積する下地層は多層構造でもよい。また、（ｇ）工程においては下地層（多層構造でもよい）および磁性層を堆積してもよい。この方法は、第６の方法を実施する前に、基板の上に１層以上の下地層を堆積する工程（ａ）を行うものである。
【０１０２】
この方法においても、第５の方法と同様に、ポリマーの有機物が磁性層に混入することを防ぐことができるとともに、バリの発生の問題がないという利点がある。また、最初に工程（ａ）において下地層を堆積した後、工程（ｂ）において母材となる非磁性層を形成するために、第３の方法において述べた効果と同様の効果を得ることができる。さらに、この方法においても、第５の方法と同様に、工程（ｈ）において非磁性層の表面が完全に出る前にＣＭＰを止めることにより、図９または図１０に示した、非磁性体部の上に界面層が形成された磁気記録媒体を作製することが可能である。
【０１０３】
（８）第８の方法
第８の方法は、以下の工程を含んでいる。（ａ）基板上に磁性層を堆積する工程、（ｂ）磁性層上にブロックコポリマー層を形成する工程、（ｃ）ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程、（ｄ）海島構造を有するブロックコポリマー層を通して磁性層をエッチングする工程、（ｅ）残留ポリマー層を除去する工程、（ｆ）磁性層のエッチング領域に非磁性層を堆積する工程、および（ｇ）全面を化学機械研磨する工程。なお、（ａ）工程では基板上に下地層（多層構造でもよい）および磁性層を堆積してもよい。以上の各工程は、第５〜７の方法における各工程と同様である。
【０１０４】
この方法においても、第５の方法と同様に、ポリマーの有機物が磁性層に混入することを防ぐことができるとともに、バリの発生の問題が生じないという利点がある。また、この方法においては、第４の方法で述べた効果と同様の効果が得られる。すなわち、工程（ａ）において薄膜状態の磁性体が形成されるため、非磁性体の凹部に埋め込まれた磁性体と比べて、配向性制御や磁気特性制御が容易であるという利点を持つ。また、工程（ａ）において下地層を堆積した場合には、工程（ｄ）においてエッチング加工を下地層にまで進めることによって、図６に示した構造を有する磁気記録媒体を作製することが可能となる。さらに、工程（ｄ）において、磁性層を完全に除去することなく磁性層の途中までしかエッチング除去しないように加工することによって、図７または図８に示す構造を有する磁気記録媒体を作製することが可能となる。
【０１０５】
【実施例】
（実施例１）
ブロックコポリマーを用いる第１の方法に従って、磁気記録媒体を作製した。
【０１０６】
まず、ポリスチレンとポリイソプレンを７：３の割合で含有し、分子量Ｍｗが５０万程度、分子量の分散が１．１以下のブロックコポリマーをセロソルブ系溶媒に溶かして溶液を作製した。この溶液を、２．５インチ径のガラス基板上にスピンコートして膜厚約３０ｎｍのブロックコポリマー層を形成した。ガラス基板を恒温槽に入れ、１５０℃で２４時間アニールし、さらに１２０℃で２時間アニールした後に室温に戻した。試料の表面を走査電子顕微鏡で観察した結果、平均間隔３０ｎｍで配列した平均粒径１３ｎｍの島と、それを取り囲む海とに相分離した構造になっていることが確認された。
【０１０７】
試料をオゾンにさらして、ＣＦ4を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理を行なった。処理の結果、ブロックコポリマーの島の部分のみがエッチングされていた。膜厚測定から、ＣＦ4を用いたＲＩＥに対する海と島の間のエッチング速度比は、海：島＝１：４であることがわかった。
【０１０８】
エッチング後の試料に通常のスパッタリング法によって１５ｎｍのＣｏＰｔＣｒ薄膜を堆積した。ＣｏＰｔＣｒ薄膜を堆積した試料をセロソルブ系溶媒中に浸して超音波洗浄を行ない、ブロックコポリマー上のＣｏＣｒＰｔ膜を除去（リフトオフ）した。
【０１０９】
試料の表面を走査電子顕微鏡で観察した結果、図４に示すような粒子配列領域の構造が観察された。すなわち、ガラス基板母材中に約１３ｎｍ径のＣｏＰｔＣｒ磁性粒子が規則的に配列した構造が観察された。粒子配列領域の形状は等方的で、平均サイズは約２００ｎｍであった。
【０１１０】
この試料を高密度磁気記録媒体として用いるために、１０ｎｍのカーボンをスパッタ法により保護膜として堆積した。テープバニッシュを行なって異常突起を取り除いた後、潤滑剤を塗布した。
【０１１１】
この試料の磁気特性を測定したところ、保磁力２ｋＯｅの垂直磁気異方性を有していることがわかった。
【０１１２】
上記と同様な試料を、ブロックコポリマーのアニール時間を変えて作製した。その結果、上述と同様に図４に示した配列状態を有し、粒子配列領域の大きさが異なるＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ2磁気記録媒体が得られた。
【０１１３】
これらの試料に対して、４００ｋｆｃｉまでの周波数でランダム記録を行い、ビットエラーレートを調べた。チャネルには１６／１７ＥＰＲ４ＭＬを採用した。その測定結果を図１３に示す。図１３において、横軸は粒子配列領域のトラック幅方向（ディスク径方向）の大きさの平均値ｄｒを、記録トラック幅Ｗｔすなわちディスク径方向の記録磁区の大きさを単位として示している。縦軸は３００ｋｆｃｉ単一周波数でのノイズパワーおよび上記条件下でのエラーレートであり、粒子配列領域のない従来のランダム媒体（ｄｒ＝０）の値で規格化している。
【０１１４】
図１３から明らかなように、エラーレートはｄｒ＝１／５付近で従来媒体の９０％となり、システム上有益な効果が認められた。また、媒体ノイズはｄｒ＝３付近で急激に減少する傾向が認められた。このように、本発明の磁気記録媒体は媒体ノイズやエラーレートを低減できるので、熱揺らぎを起こさない従来のランダム磁性粒子媒体よりも記録密度を向上させることができる。
【０１１５】
上記のような効果が得られた理由は以下のように推定される。すなわち、本発明の磁気記録媒体では磁性粒子が規則的に配列しているために、ヘッドが生成する磁化転移領域は磁性粒子で量子化された状態になる。この場合、転移の乱れは高々磁性粒子間隔となり、磁性粒子がランダムな大きさと配置を持つ従来の媒体に比べて、転移の乱れが格段に小さくなる。同時に、トラックエッジにおいても、同じ理由でシャープな磁化転移が形成されるため、トラック端の乱れによるノイズが少なくなる。このため粒子配列領域のサイズの増加とともに、媒体ノイズが低減される。
【０１１６】
一方、ディスクが一周する間にヘッドは多数の粒子配列領域を横切る。このとき、粒子配列領域の配列軸のばらつきのために磁化転移幅は粒子配列領域毎に異なっている。ここで、ｄｒ＞１の場合、転移幅の揺らぎは粒子配列領域内では一定であるが、粒子配列領域間では異なる。転移幅の揺らぎが粒子配列領域間で異なると、これが再生信号における転移ジッターとして現れる。これに対して、ｄｒ＜１の場合、１つの粒子配列領域内での転移幅の揺らぎが平均化される。例えばｄｒ＝１／３の場合、転移幅の揺らぎが平均化されて１／３になる。したがって、転移ジッターの平均は変わらないが時間変化が小さくなるため、ジッターとしての悪影響が小さくなり、エラーレートを低減する効果が得られる。しかし、ｄｒがさらに小さくなり、ｄｒ＜１／５になると粒子の配列の効果がなくなる。すなわち、転移ジッターの時間変化は小さくなるが、ジッターやノイズが増加してランダム磁性粒子媒体とほとんど変わらなくなる。
【０１１７】
以上のように、粒子配列領域の存在による媒体ノイズの低減効果と転移領域の時間揺らぎの低減効果があいまって、図１３に示すように、ｄｒ＝１／５より大きな粒子配列領域サイズでエラーレート低減の効果が得られたものと思われる。なお、単一周波数記録による媒体ノイズ測定では、感度が低いために、ｄｒ＝１／５〜３である媒体の効果が明確には現れていないと考えられる。
【０１１８】
（実施例２）
ガラス基板にＲＩＥを施した後に、下地層となるＣｒおよび磁性層となるＣｏＣｒＴａＰｔをスパッタ法により堆積した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体を作製した。本実施例における磁気記録媒体は、面内磁気異方性を示し、保磁力は１．８ｋＯｅであった。
【０１１９】
異常突起高を実施例１より小さくする目的で、リフトオフ工程後に化学機械研磨により、バリ等の除去を行なった。その結果、ヘッドの浮上量を４０ｎｍにまで下げることができた。
【０１２０】
次に、ブロックコポリマーのアニール時間を種々変化させて、粒子配列領域の大きさが異なる磁気記録媒体を作製した。これら粒子配列領域の大きさが異なる試料に対して、３００ｋｆｃｉまでの単一周波数の記録を行ない、同一のヘッドで再生信号を調べ媒体ノイズパワーを測定した。この場合にも、図１３と同様な結果が得られた。このことから、図１３に示す関係は、磁気記録媒体の材料、磁気特性の影響をあまり受けないことが判明した。
【０１２１】
（実施例３）
ブロックコポリマーを用いる第２の方法に従って磁気記録媒体を作製した。
【０１２２】
まず、２．５インチ径のＮｉＰメッキＡｌ基板に１３ｎｍのＺｎＯをスパッタ法により堆積した。ＺｎＯを堆積した後、実施例１と同じ要素プロセスで、ブロックコポリマーのスピンコート、アニール、オゾン処理、ＲＩＥ、厚さ１３ｎｍのＣｏＰｔＣｒのスパッタ成膜、リフトオフ、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１２３】
ＮｉＰ層はＲＩＥのストップ層となるため、ＲＩＥ反応時間を長くして島の下のＺｎＯを完全に除去した。得られた磁気記録媒体の磁気特性は、面内方向の保磁力が２ｋＯｅ、垂直方向の保磁力が１．５ｋＯｅであった。
【０１２４】
また、種々の条件出しを行なって、ＺｎＯを完全には除去しないようにＲＩＥを行ない、厚さ１０ｎｍのＣｏＰｔＣｒを堆積した。得られた磁気記録媒体は、保磁力２．５ｋＯｅの垂直磁気異方性を示した。
【０１２５】
（実施例４）
ブロックコポリマーを用いる第３の方法に従って磁気記録媒体を作製した。
【０１２６】
まず、２．５インチ径のＮｉＰメッキＡｌ基板上に８０ｎｍのＣｒおよび１５ｎｍのＳｉＮを堆積した。その後、実施例１と同じ要素プロセスで、ブロックコポリマーのスピンコート、アニール、オゾン処理、ＲＩＥ、１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔのスパッタ成膜、リフトオフ、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１２７】
Ｃｒ層はＲＩＥのストップ層となるため、ＲＩＥ反応時間を長くして島の下のＳｉＮを完全に除去した。得られた磁気記録媒体の磁気特性は面内の保磁力が２ｋＯｅであった。また、Ｃｒ下地層の下に１５ｎｍのＴｉを成膜することにより保磁力は２．６ｋＯｅに増加した。これはＴｉ層によりＣｒ下地層の結晶性が向上し、それがＣｏＣｒＴａＰｔの磁気異方性を増加させたためである。
【０１２８】
次に、Ｃｒ層およびＴｉ層の厚さを種々変化させて磁気記録媒体を作製した。得られた試料を透過型電子顕微鏡で観察した。その結果、磁性粒子を構成するＣｏＣｒ系結晶粒子間の平均間隔が１〜４ｎｍの範囲内にある種々の試料が得られた。
【０１２９】
これらの試料に対して、２００ｋｆｃｉまでの単一周波数の記録を行ない、同一のヘッドで再生信号を調べ媒体ノイズパワーを測定した。測定結果を図１４に示す。図１４において、横軸はＣｏＣｒ系結晶粒子の平均間隔であり、縦軸は媒体ノイズパワーである。縦軸の媒体ノイズパワーは、結晶粒子間の平均間隔が４ｎｍの媒体の値で規格化してある。
【０１３０】
図１４に示すように、結晶粒子間の平均間隔が２ｎｍ以上においてノイズの急激な増加が見られた。これは、結晶粒子間の平均間隔が２ｎｍ以上において磁性粒子内が多磁区化したことによるものである。また、結晶粒子の粒径が小さいものについては、結晶粒子の平均間隔が２ｎｍ以上において超常磁性の影響で磁気異方性の大きな低下が観察された。
【０１３１】
次に、２．５インチ径のＮｉＰメッキＡｌ基板に、１５ｎｍのＴｉ、８０ｎｍのＣｒ、１５ｎｍのＳｉＮを堆積した。その後、実施例１と同じ要素プロセスで、ブロックコポリマーのスピンコート、アニール、オゾン処理、ＲＩＥ、１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔのスパッタ成膜、リフトオフ、保護層堆積、後処理を行なった。この際、ブロックコポリマーについて、ポリスチレンとポリイソプレンの混合比、分子量、分子量分散を変えて、磁性粒子の平均粒径と磁性粒子間の平均間隔の異なる磁気記録媒体を作製した。
【０１３２】
磁性粒子の平均粒径が１２ｎｍの記録媒体について、活性化磁気モーメント評価によって求めた活性化体積Ｖａと磁性粒子間の平均間隔との関係を調べた。その結果を図１５に示す。図１５において、横軸は磁性粒子間の平均間隔、縦軸は磁性粒子の体積Ｖｇで規格化したＶａである。
【０１３３】
図１５に示されるように、磁性粒子間の平均間隔がおおむね２ｎｍ以上でＶａとＶｇは一致してＶａ／Ｖｇ＝１であり、平均間隔が１ｎｍでＶａ／Ｖｇ＝１．２となり、平均間隔が１ｎｍ以下ではＶａ／Ｖｇは急激に増加する。この結果より、本実施例の磁気記録媒体においては、磁性粒子間の平均間隔は１ｎｍ以上が好ましく、２ｎｍ以上がより好ましいことがわかった。
【０１３４】
（実施例５）
ブロックコポリマーを用いる第３の方法に従って磁気記録媒体を作製した。
【０１３５】
まず、２．５インチ径のＮｉＰメッキガラス基板に８０ｎｍのＣｒおよび１５ｎｍのＳｉＮを堆積した。その後、実施例１と同じ要素プロセスで、ブロックコポリマーのスピンコート、アニールを行なった。
【０１３６】
アニールの後、実施例１のオゾン処理の代わりにＯｓ処理（ｏｓｍｉｕｍ−ｓｔａｉｎｅｄ）を施した。Ｏｓ処理の結果、ＣＦ4／Ｏ2ガスによるＲＩＥのエッチングレートの比は島：海＝１：３．２となる。
【０１３７】
Ｏｓ処理の後、ＲＩＥ、１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔのスパッタ成膜、リフトオフ、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１３８】
こうして得られた試料を透過型電子顕微鏡および磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）で観察した。その結果、図５に示すような自己組織化配列構造が確認された。具体的には、ＣｏＣｒＴａＰｔ磁性母材中に７ｎｍのＳｉＮ非磁性粒子が規則的に配列した粒子配列領域が形成されていた。粒子配列領域の形状は等方的で平均サイズは約５００ｎｍであった。
【０１３９】
次に、ＣｏＣｒＴａＰｔ成膜時のスパッタ圧力を種々変化させて磁気記録媒体を作製した。その結果、ＣｏＣｒＴａＰｔ母材を構成する磁性結晶粒子間の平均間隔が１〜４ｎｍの範囲内にある種々の試料が得られた。これらの試料について、活性化磁気モーメント測定による活性化体積評価を行なった。測定結果は図１５において横軸を非磁性粒子の平均間隔とした図と同様であった。
【０１４０】
高密度磁気記録のために磁化転移領域を短くするためには磁化反転単位である磁性結晶粒子の粒径を小さくする必要がある。しかし、結晶粒子が小さいと熱揺らぎの影響を受けて磁気記録そのものができなくなる。本発明による磁気記録媒体では、磁性母材においてＶａ＞Ｖｇの条件が得られるように、磁性結晶粒子間の平均間隔は２ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以下がより好ましい。
【０１４１】
次に、実施例１と同様にして、ブロックコポリマーのアニール時間を変えて粒子配列領域の大きさの異なる試料を作製した。これらの試料について、トラック幅方向（ディスク径方向）における粒子配列領域の大きさと媒体ノイズとの関係を調べた。測定結果は図１３と同様であった。このことより、低ノイズ媒体を得るためには、粒子配列領域のトラック幅方向の大きさが、媒体上のトラック（記録セル）幅または再生ヘッドのトラック幅の１／５以上でなければならないことがわかった。
【０１４２】
このように実施例１で得られた結果と同じ結果が得られた理由は、磁性母材中の磁壁は非磁性粒子でピンニングされると全自由エネルギーを最小にするために非磁性粒子間を結ぶ直線上に配置され、その結果として実施例１におけるような孤立した磁性粒子が配列した場合と同じ状況が実現されるからであると考えられる。
【０１４３】
次に、ブロックコポリマーについて、ポリスチレンとポリイソプレンの混合比、分子量、分子量分散を変えて、非磁性粒子の粒径の異なる磁気記録媒体の試料を作製した。これらの試料について、ＭＦＭで消磁状態の磁区観察を行なった。その結果、非磁性粒子の粒径が１ｎｍ以上でないと磁壁を十分にピンニングできないことがわかった。
【０１４４】
次に、非磁性粒子間の距離の異なる試料を作製した。そして、非磁性粒子間の平均間隔と媒体ノイズパワーとの間の関係を測定した。測定結果を図１６に示す。横軸はトラック幅方向の非磁性粒子の平均間隔で、単位は再生ヘッドのトラック幅Ｗｒである。縦軸は媒体ノイズパワーであり、非磁性粒子間の平均間隔が１０×Ｗｒ以上である媒体の値で規格化してある。非磁性粒子間の平均間隔がＷｒ以上では媒体ノイズの低減効果ははっきりしないが、Ｗｒに等しくなったところで媒体ノイズは９０％に低減され、Ｗｒの０．５倍で媒体ノイズは５０％に低減された。非磁性粒子間の平均間隔が０．１×Ｗｒ以下の試料は作製できなかった。しかし、０．０１×Ｗｒ程度で最小記録セルが全て非磁性粒子で覆われることになるので、非磁性粒子間の平均間隔を極端に小さくすることは無意味である。
【０１４５】
非磁性粒子間の平均間隔を、再生ヘッドのトラック幅Ｗｒではなく、媒体上のトラック幅Ｗｔを単位として表した場合にも同様な結果が得られた。
【０１４６】
（実施例６）
ブロックコポリマーを用いる第４の方法に従って磁気記録媒体を作製した。
【０１４７】
まず、２．５インチのガラス基板に通常のスパッタリング法によって８０ｎｍのＣｒ下地層を堆積し、その上に１５ｎｍのＣｏＰｔＣｒ薄膜を堆積した。それ以後は、実施例１と同じ要素プロセスで、ブロックコポリマーのスピンコート、アニール、オゾン処理、ＲＩＥ、１５ｎｍのＢＮ母材層のスパッタ成膜、リフトオフ、保護層堆積、後処理を行なった。ただし、ＲＩＥにはＣＦ4の代わりに一酸化炭素とアンモニアのプラズマを用い、またＲＩＥ中に試料を１１０℃に加熱した。ＲＩＥ反応ガスに対するブロックコポリマーのエッチング速度比は、島：海＝３：１であった。
【０１４８】
得られた試料を透過型電子顕微鏡で観察した。その結果、図４に示すような構造を持つ粒子配列領域が確認された。具体的には、ＢＮ母材中に約１４ｎｍ径のＣｏＰｔＣｒ磁性粒子が規則的に配列した粒子配列領域が形成されていた。粒子配列領域の形状は等方的で、平均サイズは約８００ｎｍであった。この試料の磁気特性を測定したところ、保磁力１．８ｋＯｅの面内磁気異方性を有していることがわかった。
【０１４９】
次に、ＲＩＥ時間を種々変化させて試料を作製した。これらの試料の断面構造を、透過型電子顕微鏡ＴＥＭで観察した。観察の結果、ＲＩＥ時間が短くなるにつれて、図６、図７、図８に示すような構造になっていくことが判明した。図６に示すような構造となった試料においては、下地層の厚さの差は２ｎｍであった。図７に示すような構造となった試料においては、界面層は非磁性母材の面積の約６０％を覆っており、平均厚さは１ｎｍであった。図８に示すような構造となった試料においては、界面層の平均厚さは３ｎｍであった。
【０１５０】
ＲＩＥ時間の異なる試料について、分析ＴＥＭにより磁性粒子部の媒体面内の組成分布を測定した。測定の結果、磁性粒子の中心部と周縁部とにおけるＣｒ組成比の違いは、図６、図７、図８の構造の試料についてそれぞれ１０％、１５％、２２％であることが判明した。
【０１５１】
次に、アッシングおよびＣＭＰによって磁気記録媒体に熱負荷をかける実験を行なった。これらの処理による下地層からのＣｒの拡散は、図６に示すような構造の試料についてはＣｏＣｒＴａＰｔ非磁性初期層までであり、磁性粒子の周縁部のＣｒ組成比の変化は見られなかった。図７、図８に示すような構造の試料については、それぞれ、３％、５％のＣｒ組成比の増加が認められた。
【０１５２】
次に、粘着テープによる剥離実験を行なった。具体的には、磁気記録媒体の表面にカッターナイフで、１０×１０の合計１００個の正方形が１ｍｍ間隔で並ぶメッシュを刻印し、そのうちの何％が粘着テープとともに剥離するか測定した。測定の結果、図６、図７、図８に示すような構造を有するそれぞれの試料について、剥離した割合は１３％、５％、０％であった。
【０１５３】
図６、図７、図８に示すような構造を有する各試料の保磁力を測定したところ、それぞれの構造について、１．８ｋＯｅ、２ｋＯｅ、２．８ｋＯｅであった。断面ＴＥＭを用いて、各構造における格子像を調べた。図８に示すような構造は初期層部分が媒体面内に連続しており、この連続した初期層部分によって結晶磁気異方性が向上して大きな保磁力が得られたものと考えられる。
【０１５４】
上述したように、ＲＩＥ時間を変えることによって、図６、図７または図８に示す構造を有する記録媒体を作製できる。どの構造を有する記録媒体が最も優れているかは、一概に決めることはできず、記録媒体を用いるシステムによって異なる。逆に言えば、本発明の記録媒体は、適用するシステムの選択度が大きい。
【０１５５】
（実施例７）
磁性層成膜前にポリマー層を除去した以外は、実施例１と同様のプロセスによって磁気記録媒体を作製した。すなわち、基板上へのブロックコポリマーのスピンコート、アニール、オゾン処理、ＲＩＥまで行った時点で、溶剤によるブロックコポリマーの除去および酸素アッシングを行なった。アッシングの後、１３ｎｍのＣｏＰｔＣｒをスパッタ法により堆積し、ＣＭＰを行ない、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１５６】
こうして作製した試料について磁気特性を測定したところ、磁気特性は実施例１で得られた試料の特性と同様であったが、磁気ヘッドのグライドハイトを５０％低減することができた。実施例１で得られた磁気記録媒体と本実施例での媒体との間の得失は、媒体を適用するシステムの要求によって決定されるべき問題である。
【０１５７】
次に、１３ｎｍのＣｏＰｔＣｒのスパッタ成膜前にポリマー層を除去した以外は、実施例３と同様のプロセスによって磁気記録媒体を作製した。すなわち、ＲＩＥの後に、溶剤によるポリマー層の除去および酸素アッシングを行ない、１３ｎｍのＣｏＰｔＣｒをスパッタ法により堆積し、ＣＭＰ、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１５８】
こうして得られた記録媒体の磁気特性は、実施例３で得られた記録媒体の特性と同様であったが、磁気ヘッドのグライドハイトを５０％低減することができた。実施例３で得られた記録媒体と本実施例で得られた記録媒体との間の得失は、媒体を適用するシステムの要求によって決定されるべき問題である。
【０１５９】
次に、１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔのスパッタ成膜前にポリマー層を除去した以外は、実施例４と同様のプロセスによって本発明による磁気記録媒体を作製した。すなわち、ＲＩＥの後に、溶剤によるポリマー層の除去および酸素アッシングを行ない、１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔをスパッタ法により堆積し、ＣＭＰ、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１６０】
こうして得られた記録媒体の磁気特性は、実施例４で得られた記録媒体の特性と同様であったが、磁気ヘッドのグライドハイトを５０％低減することができた。実施例４で得られた記録媒体と本実施例で得られた記録媒体との間の得失は、媒体を適用するシステムの要求によって決定されるべき問題である。
【０１６１】
次に、１５ｎｍのＢＮ母材層のスパッタ成膜前にポリマー層を除去した以外は実施例６と同様のプロセスによって本発明による磁気記録媒体を作製した。すなわち、ＲＩＥの後に、溶剤によるポリマー層の除去および酸素アッシングを行ない、１５ｎｍのＢＮ母材層をスパッタ法により堆積し、ＣＭＰ、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１６２】
こうして得られた記録媒体の磁気特性は、実施例６で得られた記録媒体の特性と同様であったが、磁気ヘッドのグライドハイトを５０％低減することができた。実施例６で得られた記録媒体と本実施例で得られた記録媒体との間の得失は、媒体を適用するシステムの要求によって決定されるべき問題である。
【０１６３】
（実施例８）
１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔのスパッタ成膜前にポリマー層を除去した以外は、実施例４と同様のプロセスによって磁気記録媒体を作製した。すなわち、ＲＩＥの後に溶剤によるポリマー層の除去および酸素アッシングを行なった。その後、１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔをスパッタ法により堆積し、ＣＭＰ、保護層堆積、後処理を行なった。
【０１６４】
ＣＭＰの時間を短くして媒体を作製すると、図９に模式的に示したように、ＳｉＮ母材上に界面層が形成された。組成分析の結果、この界面層にはＣｏとＣｒが含まれていることがわかった。また、界面層はＳｉＮ母材の４０％の面積を覆っていた。界面層の厚さは平均で２ｎｍであった。
【０１６５】
ＣＭＰ時間をさらに短くして媒体を作製すると、磁気記録層全面を覆う平均厚さ４ｎｍの界面層が形成された。組成分析の結果、この界面層にはＣｏとＣｒとＰｔが含まれていることがわかった。
【０１６６】
これらの媒体試料に対して粘着テープによる剥離実験を行なった。具体的には記録媒体にカッターナイフで、１０×１０の合計１００個の正方形が１ｍｍ間隔で並ぶメッシュを刻印し、そのうちの何％が粘着テープとともに剥離するかを測定した。測定の結果、剥離した割合は、２ｎｍの界面層をもつ構造、４ｎｍの界面層を持つ構造の試料に対してそれぞれ、５％、０％であった。保護層の密着性という観点からは、後者の構造の方が優位であるが、磁気記録層ととヘッドとの距離が大きくなるので記録密度の観点で不利である。
【０１６７】
（実施例９）
ブロックコポリマーの溶液の濃度とスピンコートの回転数とを変えた以外は実施例１と同様のプロセスによって本発明による磁気記録媒体の試料を作製した。
【０１６８】
こうして得られた試料について、ディスク上のトラック長さ方向と粒子配列領域の配列軸とがなす角度の分布を走査電子顕微鏡によって測定した。測定の結果、粒子配列領域では磁性粒子が三角格子を形成していることが分かった。また、スピンコートの回転数が大きいほど、また溶液の濃度が高いほど、角度の分布が小さくなることがわかった。
【０１６９】
次に、スピンコートの回転数と溶液の濃度を変えて作製した試料に対して、２００ｋｆｃｉまでの単一周波数の記録を行い、同一のヘッドで再生信号を調べ媒体ノイズパワーを測定した。測定結果を図１７に示す。図１７において、横軸はディスク上のトラック長さ方向と配列軸とのなす角度の分布のＦＷＨＭである。縦軸は媒体ノイズパワーであり、磁性体粒子がランダムに配置している場合の値で規格化してある。
【０１７０】
図１７の結果より、本発明に係る磁気記録媒体にとってはＦＷＨＭ＜４０°が好ましく、ＦＷＨＭ＜２０°がより好ましく、ＦＷＨＭ＜１０°がさらに好ましいことが分かった。
【０１７１】
（実施例１０）
まず、２．５インチ径のＮｉＰメッキＡｌ基板に５０ｎｍのバナジウムと１５ｎｍのＳｉＯ2をスパッタ法により順次堆積させた。それ以降は、実施例１と同じ要素プロセスで、ブロックコポリマーのスピンコート、アニール、オゾン処理、ＲＩＥを行った。
【０１７２】
ＲＩＥ反応ガスであるＣＦ4に対するエッチングレートは、ＳｉＯ2と比べて金属であるバナジウムは非常に小さいため、エッチング時にバナジウム層がエッチングストップ層として働く。このため、ブロックコポリマーの海島構造の島の下に位置するＳｉＯ2のみをエッチング除去することができた。こうして、島の部分に対応する複数の孔が開口されたＳｉＯ2層がバナジウム層の上に形成された。エッチングの後、酸素アッシングによって残留するポリマーを除去した。
【０１７３】
ポリマーを除去した後、ＲＦバイアススパッタによって試料上に１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔを堆積させた。具体的には、成膜時に試料に０．１Ｗ／ｃｍ2のＲＦパワーを印加し、成膜時の雰囲気を２ｍＴｏｒｒのＡｒとした。ＲＦバイアススパッタを行うことにより、スパッタターゲットから試料へ飛来したＣｏＣｒＴａＰｔクラスターの試料上での移動度が増加する。この結果、ほとんどのＣｏＣｒＴａＰｔはＳｉＯ2のエッチング孔内に堆積された。堆積によって孔がほぼ完全に埋まるように堆積時間を調整することによって、試料表面が平滑な、図１８に概略的に示すような断面構造を持つ磁気記録媒体を作製することができた。図１８の磁気記録媒体は、非磁性母材３１中に磁性粒子３２が埋め込まれた構造を有する。ＣｏＣｒＴａＰｔの堆積の後、媒体上に１０ｎｍのＣを保護層として堆積した。記録／再生評価を行ったところ、磁気ヘッドの浮上量を４０ｎｍにすることができた。
【０１７４】
本実施例においては、リフトオフ工程や研磨工程なしに平滑な表面を有する磁気記録媒体を得ることができた。このように高密度磁気記録媒体にとって有用な平滑な表面が得られたのは、バイアススパッタを行ったからである。すなわち、バイアススパッタ時に試料表面に堆積された原子・分子・クラスターの移動度は通常のスパッタ堆積時の移動度よりも大きいために、熱的に安定な平滑な試料表面を形成するのである。試料に印加するバイアスパワーは上述の値に限定されるものではなく、試料・装置・材料その他の条件によって最適な値を選択することができる。また、飛来してくるクラスターの試料上での移動度が増加すればよいので、印加するバイアスはＤＣバイアスでもよい。本実施例の工程を用いれば、リフトオフや研磨の工程を省略することができるため、磁気記録媒体の製造コストを低下させることができる。
【０１７５】
本実施例とは異なりブロックコポリマーの海島構造の海の部分をエッチングする場合にも、バイアススパッタを用いることができる。試料に対するエッチング位置やエッチング深さも、目的とする磁気記録媒体の特性やプロセス環境に合わせて任意に設定することができる。
【０１７６】
（実施例１１）
同時スパッタによりＳｉＯ2とともにＣｏＣｒＴａＰｔを試料上に成膜した以外は、実施例１０と同様の条件によって試料を作製した。
【０１７７】
同時スパッタは、平坦な試料上に同時スパッタしたときの膜の体積組成比がＣｏＣｒＴａＰｔ：ＳｉＯ2＝９０：１０となるようにスパッタ装置を調整して行った。このように調整した結果、図１９に概略的に示すような断面構造を持つ磁気記録媒体が得られた。図１９に示す媒体は、ＳｉＯ2の非磁性母材３１中にＣｏＣｒＴａＰｔの磁性粒子３２が埋め込まれ、この磁性粒子３２上にＳｉＯ2の非磁性層３１’が形成されている。
【０１７８】
エッチング孔内部のスパッタ堆積膜が、磁性体と非磁性体との混合膜とならずに両部分が相分離した構造となっているのは以下の理由による。すなわち、エッチングによってＳｉＯ2の孔内部に露出したバナジウム層の表面は、ＳｉＯ2よりもＣｏＣｒＴａＰｔに対してより強い親和力を有する。試料へ飛来したＣｏＣｒＴａＰｔクラスターは試料上での移動度が高いため、形成されるＣｏＣｒＴａＰｔ膜は熱安定状態に近い。そのため、孔内部においてＣｏＣｒＴａＰｔが先にバナジウム層の表面で固化する。その結果、ＣｏＣｒＴａＰｔと固溶しないＳｉＯ2はＣｏＣｒＴａＰｔ上に堆積する。
【０１７９】
本実施例の工程を用いれば、リフトオフや研磨の工程を省略することができるため、媒体の製造コストを低下させる効果が得られる。ブロックコポリマーの海島構造の海の部分をエッチングするような工程においても、本実施例で用いた同時スパッタの方法を用いることができる。試料に対するエッチング位置やエッチング深さも、目的とする媒体の特性やプロセス環境に合わせて任意に設定することができる。試料に印加するバイアスパワーは上述の値に限定されるものではなく、試料・装置・材料その他の条件によって最適な値を選択することができる。試料へ印加するバイアスは、飛来してくるクラスターの試料上での移動度が増加すればよいので、ＤＣバイアスでも構わない。さらに、ＣｏＣｒＴａＰｔ：ＳｉＯ2の体積組成比は目的とする記録媒体の構造やスパッタ装置によって適切なものを設定すれば良く、本実施例における値は一例にすぎない。同時スパッタの方法も、成膜する材料ごとに異なるターゲットを用いてもよいし、成膜する材料を複合した１つのターゲットを用いてもよい。
【０１８０】
本実施例で用いた同時スパッタにおいては、堆積時間を適度に長くすることによって、ＳｉＯ2などの非磁性体を少しオーバーフローさせて媒体の表面上に堆積させ、保護層とすることもできる。このようにした場合、保護層の堆積工程を省くことができるので媒体コストを下げることができる。
【０１８１】
（実施例１２）
まず、２．５インチ径のガラス基板に５０ｎｍのバナジウムと１５ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔをスパッタ法により順次堆積させた。それ以降は、実施例１と同じ要素プロセスで、ブロックコポリマーのスピンコート、アニール、オゾン処理、ＲＩＥを行った。ただし、ＲＩＥには、実施例６と同様に一酸化炭素とアンモニアのプラズマを用いてＲＩＥ中の試料を１１０℃に加熱する方法を用いた。
【０１８２】
本実施例においては、エッチングはガラス基板表面で止まった。すなわち、ブロックコポリマーの海島構造の島の下に位置するバナジウムとＣｏＣｒＴａＰｔのみがエッチング除去された。こうして、島の部分に対応する複数の孔が開口されたバナジウム層とＣｏＣｒＴａＰｔ層がガラス基板上に形成された。
【０１８３】
エッチングの後、ＲＦバイアススパッタによって試料上に１５ｎｍのＳｉＯ2を堆積させた。具体的には、試料に０．１Ｗ／ｃｍ2のＲＦパワーを印加し、成膜時の雰囲気を２ｍＴｏｒｒのＡｒとした。
【０１８４】
ＲＦバイアススパッタリングにより、試料へ飛来したＳｉＯ2クラスターの試料上での移動度が増加するため、ほとんどのＳｉＯ2がバナジウム層とＣｏＣｒＴａＰｔ層のエッチング孔内に堆積された。堆積によって孔がほぼ完全に埋まるように堆積時間を調整することによって、試料表面が平滑な、図２０に概略的に示すような断面構造を持つ磁気記録媒体を作製することができた。図２０に示す磁気記録媒体は、磁性母材３３であるＣｏＣｒＴａＰｔ層の中に非磁性粒子３４であるＳｉＯ2が埋め込まれた構造を有する
ＳｉＯ2の堆積の後、媒体上に１０ｎｍのカーボンを保護層として堆積した。記録／再生を行ったところ、磁気ヘッドの浮上量を４０ｎｍにすることができた。
【０１８５】
本実施例においては、リフトオフ工程や研磨工程なしに平滑な表面を有する磁気記録媒体を得ることができた。このように高密度磁気記録媒にとって有用な平滑な表面が得られたのは、実施例１１と同様に、バイアススパッタを行ったからである。試料に印加するバイアスパワーは上述の値に限定されるものではなく、試料・装置・材料その他の条件によって最適な値を選択すればよい。印加するバイアスは、ＤＣバイアスでもよい。また、本実施例の工程を用いれば、リフトオフや研磨工程を省略することができるため、媒体の製造コストを低下させることができる。
【０１８６】
ブロックコポリマーの海島構造の海の部分をエッチングする工程においても、バイアススパッタを用いることができる。試料に対するエッチング位置やエッチング深さも、目的とする磁気記録媒体の特性やプロセス環境に合わせて任意に設定することができる。
【０１８７】
本実施例で用いたバイアススパッタの方法においては、堆積時間を適度に長くすることによって、ＳｉＯ2などの非磁性体を少しオーバーフローさせて媒体の表面上に堆積させ、媒体の保護層とすることもできる。このようにした場合、保護層の堆積工程を省くことができるので媒体コストを下げることができる。
【０１８８】
（実施例１３）
実施例１１と同様な工程で磁気記録媒体を作製した。なお、ＲＩＥ時間を実施例１１の場合の２倍とした。この結果、ＲＩＥ後に平均厚さ５ｎｍのＳｉＯ2初期層が形成された。また、同時スパッタするＣｏＣｒＴａＰｔとＳｉＯ2との体積比を５０％とした。この結果、磁性粒子が明確に分離したいわゆるグラニュラー媒体が形成された。この媒体の断面構造を透過電子顕微鏡によって観察したところ、図１１のような構造であることがわかった。すなわち、初期層はＲＩＥによって形成されたＳｉＯ2であり、成長層は実施例１１で述べた親和力の差により選択的に成長したＳｉＯ2である。ＥＤＸ分析によって、成長層のＳｉＯ2は磁性体の構成元素であるＴａを微量含むことが確認された。
【０１８９】
この媒体の密着性を調べるために、粘着テープによる剥離実験を行った。具体的には、記録媒体にカッターナイフで１０×１０の合計１００個の正方形が１ｍｍ間隔で並ぶメッシュを刻印し、そのうちの何％が粘着テープとともに剥離するかを測定した。測定の結果、剥離した割合は、実施例１１の媒体で１０％、本実施例の媒体で０％であった。本実施例の媒体では、初期層と成長層が形成されたことにより磁気記録媒体内部の歪みが減少し、このことが密着性の向上をもたらしたものと思われる。どの程度の密着性が適しているかは、その媒体を用いるシステムの要求によって異なる。上記のグラニュラー媒体の場合、実施例１１の媒体と比較して、密着性に優れるが、再生信号強度には劣る特性を持つ。
【０１９０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高密度記録が可能な磁気記録装置および磁気記録媒体ならびにその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気記録装置の一例を示す斜視図。
【図２】本発明に係る磁気記録装置におけるトラックおよび記録／再生ヘッドを示す斜視図。
【図３】本発明に磁気記録装置における記録ヘッドおよび再生ヘッドのトラック幅を示す平面図。
【図４】本発明による磁気記録媒体の一例を示す平面図。
【図５】本発明による磁気記録媒体の他の例を示す平面図。
【図６】本発明による磁気記録媒体の他の例を示す断面図。
【図７】本発明による磁気記録媒体の他の例を示す断面図。
【図８】本発明による磁気記録媒体の他の例を示す断面図。
【図９】本発明による磁気記録媒体の他の例を示す断面図。
【図１０】本発明による磁気記録媒体の他の例を示す断面図。
【図１１】本発明による磁気記録媒体の他の例を示す断面図。
【図１２】本発明による磁気記録媒体における配列軸とトラック長さ方向とのなす角度と粒子配列領域数との間の関係を示す図。
【図１３】実施例において測定した粒子配列領域のトラック幅方向のサイズと媒体ノイズパワーとの関係を示す図。
【図１４】実施例において測定した磁性結晶粒子の平均間隔と媒体ノイズパワーとの関係を示す図。
【図１５】実施例において測定した磁性結晶粒子の平均間隔と活性化体積との関係を示す図。
【図１６】実施例において測定した非磁性粒子の平均間隔と媒体ノイズパワーとの関係を示す図。
【図１７】実施例において測定した配列軸とトラック長さ方向とのなす角度のＦＷＨＭと媒体ノイズパワーとの関係を示す図。
【図１８】実施例において作製した磁気記録媒体を示す断面図。
【図１９】実施例において作製した磁気記録媒体を示す断面図。
【図２０】実施例において作製した磁気記録媒体を示す断面図。
【符号の説明】
１…粒子配列領域
２…配列軸
３…粒子配列領域
４…配列軸
１０…基板
２０…下地層
３０…磁気記録層
３１…非磁性母材
３２…磁性粒子
３３…磁性母材
３４…非磁性粒子
３５…磁性体部
３６…非磁性体部
３７…界面層
３８…界面層
５０…トラック
５５…記録セル（記録磁区）
６０…記録／再生ヘッド
６１ａ、６１ｂ…再生ヘッドの磁極
６２ａ、６２ｂ…記録ヘッドの磁極
１００…磁気ディスク
１０１…スピンドル
１０２…アクチュエータアーム
１０３…固定軸
１０４…サスペンション
１０５…ヘッドスライダ
１０６…ボイスコイルモータ
Claims (18)
- 基板上に形成された磁気記録層を有する磁気記録媒体と、前記磁気記録層に形成されたトラック上に記録セルを形成することにより情報を記録する記録ヘッドと、前記磁気記録層に記録された情報を再生する再生ヘッドとを有する磁気記録装置において、前記磁気記録層は非磁性母材中に磁性粒子が分散され、前記磁気記録層の表面で前記磁性粒子が規則的に配列した複数の粒子配列領域が形成された構造を有し、前記粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは前記再生ヘッドのトラック幅の１／５以上であることを特徴とする磁気記録装置。
- 基板上に形成された磁気記録層を有する磁気記録媒体と、前記磁気記録層に形成されたトラック上に記録セルを形成することにより情報を記録する記録ヘッドと、前記磁気記録層に記録された情報を再生する再生ヘッドとを有する磁気記録装置において、前記磁気記録層は磁性母材中に非磁性粒子が分散され、前記磁気記録層の表面で前記非磁性粒子が規則的に配列した複数の粒子配列領域が形成された構造を有し、前記粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは前記再生ヘッドのトラック幅の１／５以上であり、前記非磁性粒子のトラック幅方向における平均間隔は前記記録ヘッドのトラック幅以下であることを特徴とする磁気記録装置。
- 基板と、基板上に形成された磁気記録層を有し、前記磁気記録層に形成されたトラック上に記録セルを形成することにより情報が記録される磁気記録媒体であって、前記磁気記録層は非磁性母材中に磁性粒子が分散され、その表面で前記磁性粒子が規則的に配列した複数の粒子配列領域が形成された構造を有し、前記粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは磁気記録層上に形成されたトラック幅の１／５以上であることを特徴とする磁気記録媒体。
- 前記粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは磁気記録層上に形成されたトラック幅の３倍以上であることを特徴とする請求項３記載の磁気記録媒体。
- 前記磁性粒子の平均粒径が２ｎｍ以上であり、磁性粒子間の間隔が１ｎｍ以上であることを特徴とする請求項３記載の磁気記録媒体。
- 基板と、基板上に形成された磁気記録層を有し、前記磁気記録層に形成されたトラック上に記録セルを形成することにより情報が記録される磁気記録媒体であって、前記磁気記録層は磁性母材中に非磁性粒子が分散され、その表面で前記非磁性粒子が規則的に配列した複数の粒子配列領域が形成された構造を有し、前記磁性母材は互いに２ｎｍ以下の平均間隔で隔てられた複数の磁性結晶粒子で構成され、前記非磁性粒子は１ｎｍ以上の平均粒径を有することを特徴とする磁気記録媒体。
- 前記粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは磁気記録層上に形成されたトラック幅の１／５以上であることを特徴とする請求項６記載の磁気記録媒体。
- 前記粒子配列領域のトラック幅方向の大きさは磁気記録層上に形成されたトラック幅の３倍以上であることを特徴とする請求項７記載の磁気記録媒体。
- 前記基板と前記磁気記録層との間に下地層が形成され、磁性体部の下の下地層の厚さは非磁性体部の下の下地層の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項３または６記載の磁気記録媒体。
- 非磁性体部と前記下地層との間に、磁性体部を構成する元素の少なくとも１種を含有する界面層が形成されていることを特徴とする請求項３または６記載の磁気記録媒体。
- 非磁性体部の上に、磁性体部を構成する元素の少なくとも１つを含有する界面層が形成されていることを特徴とする請求項３または６記載の磁気記録媒体。
- 前記非磁性体部上の界面層の厚さが５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１１記載の磁気記録媒体。
- 前記基板と前記磁気記録層との間に下地層が形成され、前記磁気記録層を構成する非磁性体部が、下地層に接する初期層とその上に形成される成長層とからなることを特徴とする請求項３または６記載の磁気記録媒体。
- 前記粒子配列領域の配列軸がトラック長さ方向となす角度の分布の半値幅が４０°以下であることを特徴とする請求項３または６記載の磁気記録媒体。
- 非磁性基板上にブロックコポリマー層を形成する工程と、
前記ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程と、
海島構造を有するブロックコポリマー層を通して前記非磁性基板をエッチングする工程と、
前記非磁性基板のエッチング領域に磁性層を堆積する工程と、
残留ポリマー層およびその上の磁性層をリフトオフする工程と
を具備したことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 基板上に下地層を形成する工程と、
前記下地層上に非磁性層を形成する工程と、
前記非磁性層上にブロックコポリマーを形成する工程と、
前記ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程と、
海島構造を有するブロックコポリマー層を通して前記非磁性層をエッチングする工程と、
前記非磁性層のエッチング領域に磁性層を堆積する工程と、
残留ポリマー層およびその上の磁性層をリフトオフする工程と
を具備したことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 基板上に磁性層を形成する工程と、
前記磁性層上にブロックコポリマー層を形成する工程と、
前記ブロックコポリマー層を自己組織化させて海と島との間でエッチング速度比が３以上である海島構造を形成する工程と、
海島構造を有するブロックコポリマー層を通して前記磁性層をエッチングする工程と、
前記磁性層のエッチング領域に非磁性層を堆積する工程と、
残留ポリマー層およびその上の非磁性層をリフトオフする工程と
を具備したことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 前記基板と前記磁性層との間に下地層が形成されることを特徴とする請求項１７記載の磁気記録媒体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37306099A JP3655157B2 (ja) | 1998-12-28 | 1999-12-28 | 磁気記録装置、磁気記録媒体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-372750 | 1998-12-28 | ||
| JP37275098 | 1998-12-28 | ||
| JP37306099A JP3655157B2 (ja) | 1998-12-28 | 1999-12-28 | 磁気記録装置、磁気記録媒体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000251236A JP2000251236A (ja) | 2000-09-14 |
| JP3655157B2 true JP3655157B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=26582425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37306099A Expired - Lifetime JP3655157B2 (ja) | 1998-12-28 | 1999-12-28 | 磁気記録装置、磁気記録媒体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3655157B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3762277B2 (ja) * | 2000-09-29 | 2006-04-05 | キヤノン株式会社 | 磁気記録媒体及びその製造方法 |
| JP3861197B2 (ja) | 2001-03-22 | 2006-12-20 | 株式会社東芝 | 記録媒体の製造方法 |
| EP1477589A4 (en) * | 2002-01-25 | 2007-12-12 | Showa Denko Kk | METAL COMPOSITE MATERIAL AND PRODUCTION METHOD THEREFOR, METAL METAL MATERIAL AND METHOD OF PRODUCTION THEREOF AND ELECTROLYTIC CONDENSER |
| US6855408B2 (en) | 2002-01-25 | 2005-02-15 | Showa Denko K.K. | Composite metal material and method for manufacturing the same, etched metal material and method for manufacturing the same and electrolytic capacitor |
| TW200302160A (en) * | 2002-01-25 | 2003-08-01 | Showa Denko Kk | Composite metal material and production method therefor, etched metal material and production method therefor, and electrolytic capacitor |
| JP3905424B2 (ja) | 2002-06-06 | 2007-04-18 | 富士通株式会社 | 垂直磁気記録媒体及びこれを備えた磁気記録装置 |
| JP3725132B2 (ja) | 2003-03-31 | 2005-12-07 | 株式会社東芝 | 垂直磁気記録媒体、及びこれを用いた磁気記録再生装置 |
| JP2006318648A (ja) * | 2003-12-25 | 2006-11-24 | Tdk Corp | 凹凸パターンの凹部充填方法及び磁気記録媒体の製造方法 |
| JP2006012285A (ja) | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Tdk Corp | 磁気記録媒体及び磁気記録媒体の製造方法 |
| JP4675722B2 (ja) | 2005-09-02 | 2011-04-27 | 株式会社東芝 | 磁気記録媒体 |
| JP2006252772A (ja) * | 2006-06-23 | 2006-09-21 | Tdk Corp | 磁気記録媒体の製造方法 |
| JP4163729B2 (ja) | 2006-10-03 | 2008-10-08 | 株式会社東芝 | 磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記録装置 |
| JP5259645B2 (ja) | 2010-04-14 | 2013-08-07 | 株式会社東芝 | 磁気記録媒体及びその製造方法 |
| JP5781023B2 (ja) | 2012-06-28 | 2015-09-16 | 株式会社東芝 | 磁気記録媒体の製造方法 |
| JP5902115B2 (ja) | 2013-03-22 | 2016-04-13 | 株式会社東芝 | 磁気記録媒体、及びその製造方法 |
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37306099A patent/JP3655157B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000251236A (ja) | 2000-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6602620B1 (en) | Magnetic recording apparatus, magnetic recording medium and manufacturing method thereof | |
| KR100545692B1 (ko) | 자기 기록 매체, 그 제조 방법 및 자기 기억 장치 | |
| US7141317B2 (en) | Perpendicular magnetic recording medium | |
| US7330335B2 (en) | Magnetic recording medium, magnetic recording apparatus and magnetic recording method | |
| JP3655157B2 (ja) | 磁気記録装置、磁気記録媒体およびその製造方法 | |
| US7799446B2 (en) | Perpendicular magnetic recording medium and manufacturing method thereof, magnetic recording apparatus | |
| US20050142388A1 (en) | Perpendicular magnetic recording media and magnetic storage apparatus using the same | |
| WO2002039433A1 (fr) | Support d'enregistrement magnetique et appareil d'enregistrement magnetique | |
| JP2002358616A (ja) | 磁気記録媒体および磁気記録装置 | |
| JP2004039033A (ja) | 磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 | |
| JP2013206507A (ja) | 磁気記録媒体，磁気記録再生装置，および磁気記録媒体の製造方法 | |
| JP4585214B2 (ja) | 磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記録再生装置 | |
| JP2005276364A (ja) | 磁気記録媒体及びその製造法、並びにそれを用いた磁気記録再生装置 | |
| US5989674A (en) | Thin film disk with acicular magnetic grains | |
| US6037052A (en) | Magnetic thin film ferrite having a ferrite underlayer | |
| US6372367B1 (en) | Magnetic recording medium, method for producing the same and magnetic recording apparatus using the same | |
| JP3666853B2 (ja) | 磁気記録媒体、その製造方法および磁気記録装置 | |
| JP4951075B2 (ja) | 磁気記録媒体及びその製造法、並びにそれを用いた磁気記録再生装置 | |
| Zhang et al. | Effect of Ni addition into Co ferrite thin films for perpendicular recording media | |
| JP4624838B2 (ja) | 垂直磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記憶装置 | |
| US6878439B2 (en) | Magnetic recording medium, its production process and magnetic recording device | |
| JP3451079B2 (ja) | 磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記憶装置 | |
| KR100639620B1 (ko) | 자기 기록 매체 및 그 제조 방법과 자기 디스크 장치 | |
| JP3548171B2 (ja) | 磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記憶装置 | |
| US20060019125A1 (en) | Magnetic recording medium and production method thereof as well as magnetic disc device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041019 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041220 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20041228 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050222 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050302 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3655157 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080311 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090311 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100311 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100311 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110311 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120311 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130311 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130311 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140311 Year of fee payment: 9 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |